水稻蛋白激酶底物的篩選和半胱氨酸蛋白酶抑制劑的生化與表達(dá)分析.pdf

1、植物體在生長(zhǎng)發(fā)育中不斷接受外界環(huán)境及體內(nèi)細(xì)胞間的各種刺激,引發(fā)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,并做出相應(yīng)的生理生化反應(yīng)。在這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中,受體激酶或類受體激酶擔(dān)當(dāng)著一個(gè)極為重要的角色。鑒于蛋白激酶的重要性和特殊性,蛋白激酶底物的篩選一直是人們關(guān)注的研究熱點(diǎn)。本文從抗稻瘟病類受體激酶Pi-d2的酵母雙雜交篩選的結(jié)合蛋白出發(fā),開展的工作主要是體外磷酸化驗(yàn)證及初步的功能分析；同時(shí)研究了這些元件與抗白葉枯病受體激酶XA21的相互關(guān)系；另外,進(jìn)一步開展了

2、激酶底物Pib3(OC-Ⅰ,編碼半胱氨酸蛋白酶抑制劑)及其同源蛋白質(zhì)OC-Ⅱ的生化及表達(dá)分析。論文主要結(jié)果總結(jié)如下:
　　 1.利用酵母雙雜交技術(shù),宋文源實(shí)驗(yàn)室篩選獲得了12個(gè)Pi-d2的結(jié)合蛋白質(zhì),本實(shí)驗(yàn)通過磷酸化分析,發(fā)現(xiàn)Pib1的C端、Pib3、Pib4和Pib8等不但能被Pi-d2磷酸化,也能被XA21磷酸化,為不同抗病基因介導(dǎo)的抗病途徑的重疊提供初步的證據(jù)。
　　 2.Pib1編碼蛋白質(zhì)是泛素系統(tǒng)中決定底物特異

3、性識(shí)別的E3連接酶,包括一個(gè)U-box結(jié)構(gòu)域,5個(gè)Arm結(jié)構(gòu)域。U-box結(jié)構(gòu)域?qū)τ诖龠M(jìn)底物蛋白泛素化降解,在細(xì)胞內(nèi)異常蛋白質(zhì)的降解及質(zhì)量控制方面發(fā)揮著重要的作用。本文研究表明Arm結(jié)構(gòu)域與激酶可以發(fā)生相互作用。這可能預(yù)示著Pib1有可能通過激酶的磷酸化啟動(dòng)細(xì)胞死亡與抗性功能。
　　 3.Pib3編碼水稻半胱氨酸蛋白酶抑制劑,生化實(shí)驗(yàn)證明,Pib3可以有效地抑制半胱氨酸蛋白酶,抑制率為50％。植物有時(shí)會(huì)通過蛋白酶抑制劑阻止病原菌

4、蛋白酶對(duì)寄主組織的降解,使其營(yíng)養(yǎng)不足,生長(zhǎng)受阻,從而達(dá)到抗病的目的。
　　 4.Pib4編碼絲氨酸家族蛋白酶抑制劑,也和Pib3一樣,有可能參與植物的發(fā)育調(diào)節(jié)和抗病防御反應(yīng)。
　　 5.Pib8是MAPKKK家族成員,本文發(fā)現(xiàn)的磷酸化證據(jù)支持其可能參與植物(類)受體激酶調(diào)控的抗病途徑。
　　 6.水稻中有12個(gè)半胱氨酸蛋白酶抑制劑(OC-Ⅰ至OC-Ⅻ),本文同時(shí)初步開展了OC-Ⅱ的生化特性分析,結(jié)果表明,OC-Ⅱ