类受体激酶
——植物环境适应性的调节枢纽
2019-02-19于峰
生物技术通报 2019年1期
于 峰
(湖南大学生物学院,长沙 410082)
“莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。”大雨滂沱,苏轼拄着竹杖穿着蓑衣寻找避雨之所……树林竹叶虽不能避雨,却也不怕大雨的击打,这全都依赖于植物进化出了一套高度精密的信号响应机制来“趋利避害”,实现对环境变化的适应。
植物感受环境信号需要类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)。类受体激酶是一类定位在细胞膜上的单次跨膜蛋白,包括一个感受外界信号的胞外受体结构域,一个跨膜结构域和一个胞内激酶结构域。常见的类受体激酶信号通路中,首先由胞外受体结构域感受和识别细胞外界信号,将信号传递到细胞质一侧,胞质激酶结构域与下游蛋白相互作用,并启动其生化反应(如磷酸化),最终通过细胞核-细胞质穿梭信使将信号传递到细胞核内,调控下游基因表达进行信号输出,从而实现对环境快速变化的适应。
植物类受体激酶家族成员众多,拟南芥中至少有600个类受体激酶成员。近20多年来,在类受体激酶鉴定和其信号网络阐明方面已取得诸多进展。例如,受体激酶BRI1及其共受体BAK1识别并结合油菜素甾醇激素,调节一系列下游蛋白磷酸化,最终通过转录因子BZR1/BES1调控细胞核内基因表达,实现对油菜素甾醇激素的响应;CLAVATA受体蛋白激酶家族通过感受胞外CLAVATA3小肽实现对植物分生组织的调控。此外,特定类受体激酶可以与不同类受体激酶互作,调控不同类型的植物生长发育过程,从而增强类受体激酶介导信号调控机制的复杂化、精准化,最终交织形成了一套完整的信号调控网络系统。
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