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F-box蛋白参与植物逆境胁迫研究进展

2021-02-10许涛夏冬健万菁姜书涵宋江华

生物技术通报 2021年12期
关键词:植物

许涛 夏冬健 万菁 姜书涵 宋江华

(安徽农业大学园艺学院,合肥 230036)

植物逆境胁迫包括非生物胁迫和生物胁迫,非生物胁迫包括干旱胁迫、盐胁迫、温度胁迫、重金属胁迫等;生物胁迫包括病原菌胁迫和昆虫胁迫等。逆境胁迫不仅严重影响植物的生长发育,还对农作物生产造成巨大损失。因此,植物抗逆性的加强对环境和农业的可持续发展十分重要。植物为应对这些逆境须具有快速感知并适应周围环境的能力,因此逐渐形成了多种复杂的调节机制来提高其抗逆能力[1-2]。大量研究表明,F-box蛋白家族成员广泛参与植物对逆境胁迫的响应[3]。由F-box蛋白、Skp1、Cullin及Rbx1形成的 SCF(Skp-cullin-f-box)蛋白复合物参与泛素介导的蛋白质降解途径,是最重要的生物调节体系之一。参与泛素-蛋白酶途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)通过调节功能蛋白或调节因子的丰度,从而调控生物体对逆境胁迫的响应[4-5]。

1 F-box蛋白结构及作用途径

F-box蛋白的F-box基序位于N端,一般由40-50个氨基酸组成,与C端的其他基序相结合共同发挥作用[6-8]。许多F-box蛋白在C末端具有一个或多个变异度较大的蛋白质-蛋白质相互作用的结构域,该结构域通常是F-box蛋白亚家族分类的依据。例如,富含亮氨酸的重复序列(leucinte-rich repeat,LRR)、WD40重复序列、四倍体重复序列(tetraploid repeat,G-TPR)或Kelch重复序列,而这些结构域也赋予了F-box蛋白对底物泛素化的特异性[9-10]。在植物中,超过半数的F-box蛋白C末端为未知的保守结构域,除上述结构域外,蛋白质其他区域是非保守的[11]。

F-box蛋白序列差异性使得其功能更趋于多样化,其作用途径主要包括两种方式:形成 SCF 复合体和非 SCF 复合体。……

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