图/表详细信息

图片操作
显示大图下载下载为PPT文件

植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

王韫慧, 王一帆, 蔺佳雨, 李金红, 姚士恩, 冯湘池, 曹振林, 王俊, 李美娜

植物学报 2022, 57 (3): 358-374. DOI: 10.11983/CBB22007

摘要（1143）

HTML （31）

PDF（pc）（4495KB）（1398）

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。

View image in article

图3 大豆与拟南芥驱动蛋白基因进化关系

正文中引用本图/表的段落

大豆全基因组测序和组装的完成为挖掘大豆驱动蛋白基因提供了基础数据。在Phytozome网站(https://phytozome-next.jgi.doe.gov/blast-search)利用驱动蛋白结构域pfam(00225)进行BLAST得到186个Kinesin基因, 将其氨基酸序列通过NCBI蛋白数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.c-gi)进行结构域预测, 结合已发表的拟南芥61个驱动蛋白基因数据(Lee and Liu, 2004), 构建大豆与拟南芥驱动蛋白基因聚类进化树(图3), 剔除其中差异较大的29个基因, 最终确定大豆共有157个驱动蛋白基因。与拟南芥(61个)、水稻(52个)、玉米(59个)及小立碗藓(66个)驱动蛋白基因相比, 大豆驱动蛋白基因数量显著增多, 其中Kinesin-7家族有28个成员, Kinesin-14家族有51个成员。可能的原因是由于大豆是由古四倍体演变而来的二倍体自交作物, 约有56 000个基因, 基因组庞大, 且约3/4的基因以同源基因形式出现。

本文的其它图/表