薄壳山核桃蛋白激酶超家族分类文献综述

 2022-04-13 20:04:09

薄壳山核桃蛋白激酶超家族分类文献综述

  1. 薄壳山核桃
    1. 薄壳山核桃概况

薄壳山核桃(Carya illinoinensis Koch),又名美国山核桃或长山核桃,是胡桃科山核桃属植物,原产美国和墨西哥北部,是世界上著名的干果树种之一[1]。薄壳山核桃坚果个大,壳薄,出仁率高,取仁容易,产量高。其果仁色美味香,无涩味,营养丰富,约含油脂72%,蛋白质11%,碳水化合物13%,含对人体有益的各种氨基酸,比油橄榄高,还富含维生素B1、B2,每公斤果仁约有32kJ热量,是理想的保健食品或面包、糖果、冰激凌等食品的添加材料。薄壳山核桃亦是重要的木本油料植物。其油脂含量高达70%以上,不饱和脂肪酸含量达97%,薄壳山核桃有很好的贮藏性,是上等的烹调用油和色拉油[2]。薄壳山核桃还是优良的材用和庭园绿化树种。因此,薄壳山核桃是一个用途广、受益期长、经济效益高、社会效益和生态效益明显的优良经济树种[3]。

    1. 中国引种薄壳山核桃及其发展情况

我国于19世纪末开始种植美国山核桃，20世纪20年代,我国正式从美国引进该树种,但仍以城市绿化为主要为主要目的。新中国成立后,我国开始重视美国山核桃的果用价值,先后多次从国外引进过一些品种,并在以长江流域为主的10多个省、市进行过试种,主要集中在亚热带东部地区。从1996年开始,由国家林业局中南林学院牵头从事美国山核桃优良新品种和先进栽培经营技术的引进工作,迄今已从原产地美国引入适于我国东南部、西南部和秦滩以南长江以北部分地区栽培的优良品种30多个,并建立了相应的基因库、采穗圃、品种园和丰产示范林[4]。

美国山核桃在中国的分布范围在北纬24°~40°，已有22个省（区、市）开展了引种栽培，主要集中在亚热带东部和长江流域，多呈零星分布。全国现有栽培面积约20万hm2，以江苏、浙江和云南发展最快，其次是陕西、福建、江西和湖南。近年来，云南、浙江、安徽和江苏等省高度重视薄壳山核桃产业发展，政府加大了资金扶持力度和政策支持[5]。云南省林业科学院于1974年开始引种薄壳山核桃,先后从国内和美国原产地引入并保存了54个品种，推广种植薄壳山核桃2万多hm2[6]。

  1. 蛋白激酶
    1. 蛋白激酶的定义

蛋白激酶是一类磷酸转移酶, 真核生物蛋白激酶的作用是将 ATP 的gamma;磷酸基团转移到底物特定的氨基酸残基上, 使蛋白质磷酸化。蛋白激酶在信号转导中主要作用有两个方面:其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性, 磷酸化和去磷酸化是绝大多数信号通路组分可逆激活的共同机制, 有些蛋白质在磷酸化后具有活性, 有些则在去磷酸化后具有活性;其二是通过蛋白质的逐级磷酸化, 使信号逐级放大, 引起细胞反应[7]。

    1. 蛋白激酶的结构

植物蛋白激酶的结构一般是由催化结构域、调节结构域和其他结构域构成。催化结构域是由250~300个氨基酸残基构成, 根据催化结构域中氨基酸序列同源性可分为12个功能亚区, 氨基酸序列高度保守, 折叠起来形成蛋白激酶的核心结构域[8]。当植物蛋白激酶没有活性时, 其全酶由催化结构域的催化亚基和调节结构域的调节亚基共同构成四聚体结构。当植物体内的调节因子与调节结构域结合后植物蛋白激酶被激活, 通过把催化亚基暴露或游离出来磷酸化特定的蛋白底物, 游离的催化亚基还可进入细胞核内介导相关基因的转录表达[8]。

    1. 蛋白激酶的分类

蛋白激酶的数量很多, 功能和结构各不相同, 对蛋白激酶进行分类有助于了解蛋白激酶分子生物学特性和功能。目前对蛋白激酶的分类最常见的有两种方式:根据催化域氨基酸序列和分类根据底物特异性分类。

根据蛋白激酶催化域氨基酸序列不同, 将蛋白激酶分为5个不同类别[9]:AGC类、CaMK类、CMGC类、常规PTK类和其他类蛋白激酶。根据蛋白激酶的相似序列和功能进行分类的方式具有十分明显的优势。

在真核生物中, 根据蛋白激酶底物的特异性将蛋白激酶分为5类:丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、组氨酸/精氨酸/赖氨酸蛋白激酶、半胱氨酸蛋白激酶和天冬酰胺基/谷氨酰胺基蛋白激酶, 现今发现的蛋白激酶多是前3种[10]。

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