Ауксин-связывающий белок
| Ауксин-связывающий белок | |||
|---|---|---|---|
 кристаллическая структура ауксинсвязывающего белка 1 в комплексе с 1-нафталинуксусной кислотой | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Ауксин_BP | ||
| Пфам | PF02041 | ||
| Пфам Клан | CL0029 | ||
| ИнтерПро | IPR000526 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1лр5 / СКОПе / СУПФАМ | ||
| |||
В молекулярной биологии семейство белков, связывающих ауксин, представляет собой семейство белков, которые связывают растительный гормон ауксин . [ 1 ] Они расположены в просвете эндоплазматической сети (ЭР). Первичная структура этих белков содержит N-концевую гидрофобную лидерную последовательность из 30-40 аминокислот, которая может представлять собой сигнал для транслокации белка в ЭР. [ 2 ] [ 3 ] Зрелый белок содержит около 165 остатков и ряд потенциальных сайтов N-гликозилирования . in vitro Исследования транспорта продемонстрировали котрансляционное гликозилирование. [ 3 ] Удержание в просвете ЭР коррелирует с дополнительным сигналом, расположенным на С-конце, представленным последовательностью - Asp-Glu-Leu, которая, как известно, отвечает за предотвращение секреции белков Lys из просвета ЭР в эукариотических клетках . [ 2 ] [ 3 ]
История
[ редактировать ]История ауксин-связывающего белка состояла из обширных исследований, продолжавшихся более 40 лет, и тем не менее, в этом столетии многим исследователям до сих пор неясно, полностью ли знать и понимать окончательную связь белка с ауксином и все их потенциальные функции/роли. Ранние разработки в исследованиях АБФ были сосредоточены на изучении белка в растениях кукурузы, поскольку было обнаружено, что ауксин связывается с АБФ в мембранах колеоптилей кукурузы. [ 4 ] На примере кукурузы ученые смогли охарактеризовать свойства способности АБФ связываться с ауксином и понять, как он взаимодействует с молекулами ауксина посредством биохимических исследований. Важным моментом в истории ABP стал примерно 1985 год, когда белок удалось успешно выделить из кукурузы и генетически клонировать. Это позволило ученым лучше определить важные и уникальные особенности самого белка. Примерно в том же году было также подтверждено и проверено, что АБФ действительно связывается с ауксином, что позже было подтверждено анализом кристаллической структуры АБФ в сочетании с молекулами ауксина. [ 4 ] В какой-то момент истории исследований ABP ученые не были уверены в важности ABP1 для всего растения. Были проведены многочисленные испытания, которые включали сложную задачу регулирования количества АБФ в растениях, однако, несмотря на эти проблемы, были сделаны важные открытия. Путем регулирования уровня АД до высокого уровня в растениях табака было обнаружено, что в растении происходит расширение клеток. Также было обнаружено, что взаимодействие между АБФ и растением табака подтверждает идею о том, что ауксин-связывающий белок участвует в реагирующих на ауксин калиевых токах. Эти конкретные моменты времени и открытия позволили многим лучше обобщить и понять белок, связывающий ауксин, как рецептор ауксина в растениях, а также развивать эту концепцию для дальнейших открытий. [ 4 ]
Описание
[ редактировать ]Белок, связывающий ауксин ( ABP ), является частью суперсемейства купиновых белков, которые связываются с ауксином, который влияет на ответы ауксина, выступая в качестве рецептора. [ 1 ] АБФ идентифицируются как белки, связанные преимущественно с клетками растений. Все зеленые растения и наземные растения, от мохообразных до покрытосеменных. [ 5 ] [ 6 ] Локализация АД в основном происходит в просвете эндоплазматической сети (ЭР), с небольшим процентом локализации снаружи на клеточной поверхности/плазматической мембране клетки. [ 7 ] [ 8 ] Первичная структура этих белков содержит N-концевую гидрофобную лидерную последовательность из 30-40 аминокислот, потенциально представляющую собой сигнал для транслокации белка в ЭР. [ 2 ] [ 9 ] Зрелый белок содержит около 165 остатков и ряд потенциальных сайтов N-гликозилирования, несущих одну или несколько олигосахаридных цепей, богатых остатками маннозы. [ 10 ] Удержание в просвете ЭР коррелирует с дополнительным сигналом, расположенным на С-конце, представленным последовательностью Lys-Asp-Glu-Leu, которая, как известно, отвечает за предотвращение секреции белков из просвета ЭР в эукариотических клетках. [ 2 ] [ 9 ] Хотя предполагается и теоретически выдвигается теория, что конформационные изменения белка вследствие связывания с ауксином приводят к секреции АБФ на плазматическую мембрану, поскольку последовательность Lys-Asp-Glu-Leu становится маскируемой. Эта секреция и локализация части АБФ на поверхности клетки наводит на мысль о том, почему этот белок способен служить в растительных клетках рецептором для процессов и взаимодействий, связанных с ауксином/неауксином, несмотря на то, что большая часть АБФ находится в ЭР. клетка. [ 10 ] [ 5 ]
Функции и роли
[ редактировать ]
Известно, что ауксин-связывающий белок играет важную роль в развитии листьев растений с точки зрения роста клеток и структуры листьев. Сверхэкспрессия АБФ в растениях приводит к тому, что листья имеют более крупные клетки, и, наоборот, подавление АБФ приводит к уменьшению размеров клеток, замедлению роста, сильному изгибу и меньшему количеству клеток на поверхности листьев. [ 11 ] Любые мутации в белке могут привести к появлению дефектов в листьях и даже к нарушению передачи сигналов ауксина. В самих листьях ABP вместе с другими белками, такими как ROP и PIN, участвует в сигнальном пути ауксина, который связан с такими процессами, как биосинтез ауксина и вдавливание. Этот путь в целом важен для нормального развития листовых долей. Кроме того, влияние АБФ на развитие листьев также включает взаимодействие с трансмембранными белками. Трансмембранные белки, такие как TMK и SPK1, действуют как рецепторы, обеспечивая передачу сигналов от АБФ к другим клеточным компонентам, что в конечном итоге влияет на поток ауксина, структуру листьев и рост листьев. [ 11 ] [ 12 ]
Ауксин-связывающий белок также играет важную роль в развитии корней растений. Снижение АД в растениях может значительно замедлить скорость роста корней, уменьшить размер меристемы (центра роста корня) и создать проблемы с корнями, такие как более высокий наклон корней и дефекты тропизма. Внутри корней ABP в основном влияет на пути, в которых участвуют такие гены, как RBP и PLT. [ 11 ] Известно, что такие пути с участием этих генов регулируют деление клеток во время развития корня и поддерживают стволовые клетки корня. АБФ в корнях, в отличие от листьев, не имеет прямого взаимодействия с трансмембранными белками. Вместо этого SPK1 взаимодействует с неактивной ROP, влияя на процессы, которые включают стабилизацию актина и эндоцитоз в корнях. [ 11 ]
На уровне транскрипции ауксин-связывающий белок важен для экспрессии генов в растениях. Если белок инактивирован, он влияет на экспрессию/транскрипцию специфических генов, называемых Aux/IAA, которые управляются системой SCFTIR1/AFB, которая является критическим путем передачи сигналов растительных гормонов. Более того, ABP действует как отрицательный регулятор, позволяя Aux/IAA быть более стабильными и подавлять любые необычные эффекты, которые может вызвать система SCFTIR1/AFB. Это подавление и стабилизация могут влиять на то, как растения реагируют на ауксин, оказывая различное воздействие на корни и побеги растений. [ 11 ] [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ву Э.Дж., Маршалл Дж., Баули Дж., Чен Дж.Г., Венис М., Нэпьер Р.М., Пикерсгилл Р.В. (июнь 2002 г.). «Кристаллическая структура ауксинсвязывающего белка 1 в комплексе с ауксином» . Журнал ЭМБО . 21 (12): 2877–2885. дои : 10.1093/emboj/cdf291 . ПМК 126050 . ПМИД 12065401 .
- ^ Jump up to: а б с д Гессе Т., Фельдвиш Дж., Балшуземанн Д., Баув Г., Пуйпе М., Вандекеркхове Дж. и др. (сентябрь 1989 г.). «Молекулярное клонирование и структурный анализ гена Zea mays (L.), кодирующего предполагаемый рецептор растительного гормона ауксина» . Журнал ЭМБО . 8 (9): 2453–2461. дои : 10.1002/j.1460-2075.1989.tb08380.x . ПМК 401229 . ПМИД 2555179 .
- ^ Jump up to: а б с Пальме К., Гессен Т., Кампос Н., Гарберс К., Янофски М.Ф., Шелл Дж. (февраль 1992 г.). «Молекулярный анализ гена ауксинсвязывающего белка, расположенного на хромосоме 4 арабидопсиса» . Растительная клетка . 4 (2): 193–201. дои : 10.1105/tpc.4.2.193 . ПМК 160120 . ПМИД 1321684 .
- ^ Jump up to: а б с Зауэр М., Кляйне-Вен Дж. (июнь 2011 г.). «АУКСИН-СВЯЗЫВАЮЩИЙ БЕЛОК1: аутсайдер» . Растительная клетка . 23 (6): 2033–2043. дои : 10.1105/tpc.111.087064 . ПМК 3160040 . ПМИД 21719690 .
- ^ Jump up to: а б Чен Дж, Ян Цзи (июнь 2014 г.). «Новая сенсорная система ауксина ABP1-TMK контролирует расширение межпальцевых клеток, опосредованное ROP GTPase, у Arabidopsis» . Малые ГТФазы . 5 : е29711. дои : 10.4161/sgtp.29711 . ПМК 4205127 . ПМИД 24978644 .
- ^ Тромас А., Папонов И., Перро-Рехенманн С. (август 2010 г.). «АУКСИН-СВЯЗЫВАЮЩИЙ БЕЛОК 1: функциональные и эволюционные аспекты». Тенденции в науке о растениях . 15 (8): 436–446. Бибкод : 2010TPS....15..436T . doi : 10.1016/j.tplants.2010.05.001 . ПМИД 20605513 .
- ^ Ши Дж. Х., Ян З. Б. (июль 2011 г.). «Является ли ABP1 рецептором ауксина?» . Молекулярный завод . 4 (4): 635–640. дои : 10.1093/mp/ssr050 . ПМК 3146738 . ПМИД 21715649 .
- ^ Фоскет Д.Э. (1 января 1994 г.). «7 - Деление клеток, полярность и рост в развитии растений». В Фоскет Д.Е. (ред.). Рост и развитие растений . Бостон: Академическая пресса. стр. 341–393. дои : 10.1016/b978-0-12-262430-8.50011-5 . ISBN 978-0-12-262430-8 .
- ^ Jump up to: а б Пальме К., Гессен Т., Кампос Н., Гарберс К., Янофски М.Ф., Шелл Дж. (февраль 1992 г.). «Молекулярный анализ гена ауксинсвязывающего белка, расположенного на хромосоме 4 арабидопсиса» . Растительная клетка . 4 (2): 193–201. дои : 10.1105/tpc.4.2.193 . ПМК 160120 . ПМИД 1321684 .
- ^ Jump up to: а б Шривастава Л.М. (1 января 2002 г.). «Глава 22 - Восприятие и передача сигнала ауксина». В Шриваставе Л.М. (ред.). Рост и развитие растений . Сан-Диего: Академическая пресса. стр. 547–568. дои : 10.1016/b978-012660570-9/50165-9 . ISBN 978-0-12-660570-9 .
- ^ Jump up to: а б с д и Фэн М., Ким Дж.Ю. (октябрь 2015 г.). «Возвращаясь к передаче сигналов апопластного ауксина, опосредованной АУКСИН-СВЯЗЫВАЮЩИМ БЕЛКОМ 1» . Молекулы и клетки . 38 (10): 829–835. doi : 10.14348/molcells.2015.0205 . ПМК 4625063 . ПМИД 26467289 .
- ^ Пан Икс, Чен Дж, Ян Цзи (декабрь 2015 г.). «Ауксиновая регуляция полярности клеток у растений» . Современное мнение в области биологии растений . Клеточная биология. 28 : 144–153. Бибкод : 2015COPB...28..144P . дои : 10.1016/j.pbi.2015.10.009 . ПМЦ 7513928 . ПМИД 26599954 .
- ^ Мохаммад Дезфулиан, Эспанта Джалили, Дон Карл А. Роберто, Бритни Л. Мосс, Керри Ху, Дженнифер Л. Немхаузер и Уильям Л. Кросби. (2017). «Олигомеризация SCFTIR1 необходима для деградации Aux/IAA и передачи сигналов ауксина у Arabidopsis» . ПЛОС Генетика . 12 (9): e1006301. дои : 10.1371/journal.pgen.1006301 . ПМК 5019376 . ПМИД 27618443 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
 | Эта по физиологии растений статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |
 | Эта белках статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |