植物熱激蛋白90的分子作用機(jī)理及其利用研究進(jìn)展

1、植物熱激蛋白植物熱激蛋白9090的分子作用機(jī)理及其利用的分子作用機(jī)理及其利用研究研究進(jìn)展進(jìn)展裴麗麗12，徐兆師1，鄭天慧尹麗娟1，李連城1，陳明1，郭玉華2，馬有志1（1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所國(guó)家農(nóng)作物基因資源與基因改良重大科學(xué)工程農(nóng)業(yè)部作物遺傳育種重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110866）摘要：熱激蛋白90（heatshockprotein90，HSP90）廣泛介導(dǎo)了脅迫信號(hào)的傳遞，在控制人體

2、細(xì)胞正常生長(zhǎng)和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)育中起著重要作用；目前，HSP90已成為細(xì)胞免疫、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及抗腫瘤研究的前沿課題。植物HSP90的生理功能研究起步較晚，最近的研究發(fā)現(xiàn)，HSP90在植物發(fā)育、脅迫環(huán)境的應(yīng)答以及抗病性中起著重要作用。本文從HSP90的分子生物學(xué)角度功能進(jìn)行討論，系統(tǒng)地綜述了近幾年植物HSP90分子作用機(jī)理研究的最新進(jìn)展，以及在改良植物抗性上的功能應(yīng)用，以期為通過(guò)基因工程方法改良作物抗性提供理論基礎(chǔ)參考。關(guān)鍵詞：植物熱激蛋白9

3、0HSP90；分子特性；作用機(jī)理；抗病性；非生物脅迫抗性MolecularMechanismApplicationofHSP90inPlantsPEILili12XUZhaoshi1ZHENGTianhuiYINLijuan1LILiancheng1CHENMing1GUOYuhua2MAYouzhi1（1InstituteofCropScienceChineseAcademyofAgriculturalSciencesNational

4、KeyFacilityfCropGeneResourcesGeicImprovementKeyLabatyofCropGeicsBreedingofMinistryofAgricultureBeijing1000812CollegeofAgronomyShenyangAgriculturalUniversityShenyang110866）Abstract:Heatshockprotein90(HSP90)widelymediateds

5、tresssignaltransductionplaysanimptantroleinthecontrolofnmalgrowthofhumancellsinthepromotingtumcelldevelopment.AtpresentHSP90hasbecomefefrontprojectsofcellularimmunitysignaltransductionanticancerinvestigation.Thephysiolog

6、icalfunctionofHSP90startlaterinplantthaninanimalfungi.RecentresearchesrevealedthatplantHSP90playsanimptantroleindevelopmentenvironmentalstressresponsediseaseresistance.ThispaperdiscussedthemolecularfunctionsofHSP90system

7、aticallyreviewslatestprogressesonmolecularmechanismofplantHSP90aswellasimprovementofplantresistancetofacalitatebroadenmented[r1]:正文HSP都是大寫(xiě)，參考文獻(xiàn)有的是Hsp？Commented[j2]:兩種表示方法都是正確的生理狀態(tài)下，HSPs主要存在于細(xì)胞質(zhì)中；應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，HSPs迅速進(jìn)入細(xì)胞核和核仁行使功能。

8、按照分子量大小可以分為不同的家族，包括HSP110、HSP90、HSP70HSP80、HSP60和小分子量HSP（smHSP）等[2]。Hwit[3]1992年最早提出smHSP作為分子伴侶（molecularchaperones）的理論?，F(xiàn)已證明HSP90、HSP70和HSP60都具有分子伴侶的作用。最近的研究結(jié)果顯示，高分子量HSP90可能在生物脅迫應(yīng)答反應(yīng)中起重要作用。HSP90在分子進(jìn)化上高度保守，參與調(diào)控、維持細(xì)胞內(nèi)多種蛋白的

9、構(gòu)象和功能，使細(xì)胞在脅迫環(huán)境下正常存活[4]。在真菌和動(dòng)物中，HSP90廣泛介導(dǎo)了脅迫信號(hào)的傳遞，參與類(lèi)固醇激素受體、激酶和轉(zhuǎn)錄因子的折疊、并激活底物，起始脅迫信號(hào)的傳遞[58]。最新研究發(fā)現(xiàn)，HSP90在控制人體細(xì)胞正常生長(zhǎng)和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)育中起著重要作用[89]。很多癌基因蛋白均為HSP90的作用靶點(diǎn)，單一抑制HSP90能同時(shí)產(chǎn)生多路徑抗腫瘤效應(yīng)[1011]；抑制HSP90的活性能促進(jìn)癌基因蛋白的降解，有助于癌癥治療[681214]

10、。HSP90抑制劑有助于阻斷細(xì)胞分裂，減慢腫瘤擴(kuò)散；目前，臨床上正在測(cè)試HSP90抑制劑治療腫瘤的效果[15]。HSP90已成為抗腫瘤研究的前沿課題。然而，植物HSP90的生理功能研究起步較晚，。目前，HSP90在植物中的脅迫應(yīng)答機(jī)理、分子伴侶的作用及其在提高植物抗逆性的功能尚不明確。最近，在擬南芥、煙草和水稻上的研究發(fā)現(xiàn)，HSP90在植物發(fā)育、對(duì)脅迫環(huán)境的應(yīng)答以及抗病性中起著重要作用[16]。據(jù)報(bào)道，HSP90可能在植物基因型變異到形

11、態(tài)變化的轉(zhuǎn)換中處于核心位置[17]。因此，深入研究植物HSP90在逆境條件下的功能，對(duì)正確認(rèn)識(shí)脅迫信號(hào)的傳導(dǎo)、抗逆相關(guān)基因的調(diào)控以及提高作物的抗逆性有著重要的指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文綜述了近幾年植物HSP90分子作用機(jī)理研究的最新進(jìn)展，以期推動(dòng)植物熱激蛋白研究工作的展開(kāi)。1HSP90的結(jié)構(gòu)機(jī)理HSP90是一種高度保守并普遍存在于原核以及真核生物細(xì)胞中的分子伴侶，為真核生物生長(zhǎng)發(fā)育所必需，。正常條件下HSP90約占總蛋白的1%~～2%