|
|
||
|
植物抗冻蛋白研究进展
植物学报
2023, 58 (6):
966-981.
DOI: 10.11983/CBB22248
温度是决定植物地理分布的主要环境因子之一, 分布于高纬度、高海拔地区的寒地植物, 在其生活史周期内通常会遭遇一段时期的零度以下低温。当环境温度降至冰点以下, 植物体内水分子趋向于形成冰晶体, 不断增大的冰晶对植物组织结构造成致命损伤。为适应冷冻环境, 寒地植物病程相关蛋白(PR)及相关的WRKY转录因子进化成为能与冰面特异吸附结合、高效抑制冰晶形成和生长的抗冻蛋白(AFPs)。目前, 已从冬黑麦(Secale cereale)等近百种植物中分离鉴定了AFPs。与昆虫AFPs相比, 植物AFPs具有极高的重结晶抑制活性, 可有效防止形成体内大冰晶。低温和病原菌均可诱导寒地植物合成AFP。有趣的是, 仅冷诱导合成的AFPs有水解酶/抗冻活性双重分子功能。然而, 越来越多的证据表明, PR-AFP仅具有水解酶/抗冻活性的其中一种, 其转化由翻译后肽差异折叠控制/调节。AFP因具有独特的分子功能与广阔的应用前景而逐渐成为植物学领域的研究热点。该文对近年来相关领域取得的研究进展进行系统综述。  View image in article
图2
几种植物抗冻蛋白(AFPs)的分子结构
(A) 黑麦草LpAFP (AJ277399.1); (B) 胡萝卜DcAFP (AF055480.1); (C) 欧白英I型内切几丁质-AFP (Q84LQ7); (D) 小麦类甜蛋白-AFP (AAM15877.1); (E) 白菜型冬油菜BrAFP1 (gi62361691); (F) 冬黑麦葡聚糖酶-AFP (CAJ58506.1); (G) 冬黑麦II型内切几丁质-AFP (AF280438.1); (H) 小球藻AFP (ABR01234.1)。通过在线软件Phyre 2.0 (
正文中引用本图/表的段落
植物AFPs可以形成α-螺旋、β-折叠和球状结构。利用生物信息学工具对27种植物AFPs进行二级结构预测, 结果显示, 15种为β-折叠, 5种由β-折叠和α-螺旋组成, 7种为α-螺旋(Muthukumaran et al., 2011)。β-折叠扁平的构造更易于与冰表面结合(Gupta and Deswal, 2014a)。图2显示部分AFPs的二级结构。红外光谱分析发现, 黑麦草LpAFP二级结构主要为β-折叠(Pudney et al., 2003)。圆二色谱显示, 冬小麦、沙冬青和沙棘的AFPs也具有丰富的β片层结构(费云标等, 2000; Kontogiorgos et al., 2007; Gupta and Deswal, 2014b), 其中沙冬青的AFP中含34%反向平行β-折叠及11% α-螺旋(费云标等, 2000)。
TH: 热滞活性; RI: 重结晶抑制活性 ... 沙冬青抗冻蛋白的分离、纯化及其理化特性分析 2 2000 ... 植物AFPs可以形成α-螺旋、β-折叠和球状结构.利用生物信息学工具对27种植物AFPs进行二级结构预测, 结果显示, 15种为β-折叠, 5种由β-折叠和α-螺旋组成, 7种为α-螺旋(Muthukumaran et al.,
TH和RI同 Antifreeze protein from freeze-tolerant grass has a beta-roll fold with an irregularly structured ice-binding site 1 2012 ... Middleton等( A framework for classification of antifreeze proteins in over wintering plants based on their sequence and structural features 1 2011 ... 植物AFPs可以形成α-螺旋、β-折叠和球状结构.利用生物信息学工具对27种植物AFPs进行二级结构预测, 结果显示, 15种为β-折叠, 5种由β-折叠和α-螺旋组成, 7种为α-螺旋(Muthukumaran et al., Characterization of cold-responsive extracellular chitinase in bromegrass cell cultures and its relationship to antifreeze activity 1 2008 ... Properties of different plant antifreeze proteins (AFPs)
本文的其它图/表
|
首页
