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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   (868 HTML30 PDF(pc) (4495KB)(1266)  

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。



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图4 大豆驱动蛋白基因在不同组织中表达聚类热图
正文中引用本图/表的段落
驱动蛋白基因功能在开花植物中具有一定的保守性(Nebenführ and Dixit, 2018)。根据已知的植物驱动蛋白基因功能, 同时结合公共数据库中大豆不同组织中的基因表达数据(http://venanciogroup.uenf.br/resources/), 依据基因组织表达特异性, 预测大豆驱动蛋白基因功能。基因表达聚类分析表明, 157个基因主要聚成3个分支(I、II和III) (图4)。为方便对结果进行比较与说明, 我们将3个分支分别进行展示, 其中分支I分为2个子类(I-1和I-2) (图4A); 分支II分为3个子类( II-1、II-2和II-3) (图4B); 分支III分为III-1、III-2和III-3三个子类(图4C)。
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