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植物向光素受体与信号转导机制研究进展

来源：花匠小妙招时间：2024-11-29 15:04

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Plant·综述与专论·生物技术通报BIOTECHNOLOGYBULLETIN2014年第8期植物向光素受体与信号转导机制研究进展乔新荣段鸿斌叶兆伟信阳农林学院信阳464000摘要向光素phototropinPHOT是继光敏色素、隐花色素之后分离的植物蓝光受体。PHOT介导蓝光诱导的向光反应叶绿体运动气孔开放、叶片伸展及叶片定位等生理反应。近年来关于PHOT受体介导这些生理反应的分子机制探讨愈来愈受研究者的广泛关注。主要从拟南芥PHOT结构及信号转导方面的研究进展进行综述。关键词向光素受体信号转导QiaoXinrongDuanHongbinYeZhaoweiXinyangCollegeofAgricultureandForestryXinyang464000Abstract:PhototropinPHOTisblue-lightreceptorsfoundfollowingthephytochromeandcryptochromeinplant.PHOTmediatephototropismchloroplastmovementstomatalopeningleafexpansionandleafpositioninginducedbyblue-lightinhigherplants.ResearchonmolecularmechanismofphysiologicalresponsemediatedbyPHOTwerehighlyfocusedinrecentyears.ThispaperreviewedresearchadvancesofstructurecharacteristicsoflightsensitivityandsignalingmechanismofArabidopsisphototropin.Keywords:PhototropinReceptorSignaling光是自然界中影响植物生长发育的最重要的环境因素之一。蓝光诱导植物向光反应、气孔开放、叶绿体运动、叶片定位及伸展等生理反应1促进了弱光下植物的光合作用降低了强光对光合器官的伤害从而优化了植物的生长发育。自从蓝光受体向光素phototropinPHOT分离鉴定后人们对这些蓝光反应分子机制的研究有了突破性的进展并且成为当今植物生物学研究的热点之一。本文就近年来对模式植物拟南芥PHOT蛋白结构特点、下游信号转导及PHOT与生长素信号、钙信号互作的研究进展进行综述。1向光素受体拟南芥向光素受体有两个分别为PHOT1和PHOT2两个受光调节的同源蛋白激酶。蓝光刺激后PHOT发生自磷酸化作用以光强依赖方式调节不同的生理反应1。PHOT蛋白分子由N端的光感受区和C端的Ser/Thr蛋白激酶区两大保守结构域组成。N端光感受区包含有两个大约110个氨基酸的重复保守序列LOVlight、oxygen和voltage1和LOV223。LOV1和LOV2的结构非常相似4。LOV区会发生一个可逆的光循环。黑暗条件下LOV区保守的半胱氨酸cysteine39即在每个LOV区的氨基酸的相对位置是39命名为Cys39以非共价形式结合一分子的黄素单核苷酸FMNflavinmononucleotide在447nm处达最大光吸收峰256。蓝光刺激下FMN和Cys39形成共价加合物在390nm处达最大光吸收峰5-7诱导蛋白构象变化89激活激酶区。转至黑暗处数秒至数分钟内光下的390nm光谱发生可逆变化使LOV区回到起始状态447nm光谱56。尽管LOV1和LOV2区显示上面所述的相同的光谱特点但他们也有显著不同的光化学特性。表现在蓝光激发后收稿日期2013-10-18作者简介乔新荣女博士讲师研究方向光生理生态及分子生物学E-mailxinrong806@163.com