水稻OsUBA基因的表達及其在促進種子萌發和開花中的功能

張雙雙 王立偉 姚 楠 郭光艷 夏玉鳳 秘彩莉

河北師范大學生命科學學院,河北石家莊 050024

在真核生物中,自噬是在液泡(植物和酵母)或溶酶體(動物)中將胞內組分降解的細胞學過程。參與自噬途徑的基因稱為自噬相關基因(aut ophagy- associated g enes,ATG)[1]。在營養缺乏時,生物通過非選擇性自噬途徑將胞內組分(包括蛋白質和細胞器)大規模降解,以實現營養物質的回收和再利用[2]。此外,通過自噬途徑還可以將受損的細胞器和有毒的大分子選擇性地清除,即選擇性自噬。選擇性自噬由自噬受體介導,自噬受體不僅能識別自噬底物,還能與自噬體的標記蛋白 ATG8(在哺乳動物中也稱LC3,microtubule-associated protein 1 l ight chain 3)相互作用,從而將自噬底物運送至自噬體進行降解[3]。

p62(也稱Sequestosome-1,SQSTM1)和NBR1(Next toBRCA1 gene1,NBR1)是哺乳動物中最主要的選擇性自噬受體[4-5],兩者的結構域組成和排列順序相似——N端的PB1(Phox andBem1p,PB1)結構域,中間的鋅指結構域ZZ,C端的UBA(Ubiquitin associated,UBA)結構域。UBA結構域介導了p62和NBR1與單泛素和/或多聚泛素鏈間的結合,PB1結構域則介導其自身的多聚化及與其他有PB1結構域的蛋白間的相互作用[5-7]。

雖然p62在人類中的研究已經非常廣泛而深入,但其在植物中同源蛋白的研究卻屈指可數,迄今只在擬南芥、煙草和馬鈴薯中有過相關報道。與p62相比,擬南芥中的NBR1無論在結構域組成還是氨基酸序列上都與哺乳動物中的NBR1 更相似。AtNBR1有2個UBA 結構域,但只有C末端的UBA結構域能夠與泛素結合[8]。AtNBR1在熱、氧化、鹽和干旱等非生物脅迫反應中發揮著重要作用,而且這些生物學功能依賴于NBR1與ATG8的相互作用[9]。……