植物CDPK信号转导途径及其互作组分的功能研究进展∗
2021-11-30周子馨兰海燕
周子馨,兰海燕
(新疆大学 生命科学与技术学院 新疆生物资源基因工程重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830017)
0 引言
钙离子作为植物信号转导途径中的第二信使,其游离态几乎参与植物的所有生长发育过程[1].而作为钙离子信号响应元件的CDPK是一类钙依赖的蛋白激酶,它通过磷酸化作用将信号传递给下游组分并引起相关基因的表达,在植物生长发育以及多种胁迫响应过程中发挥积极作用[2].CDPK信号途径与逆境应答密切相关,目前对CDPK基因和蛋白的研究较为深入,但对其互作组分及功能的研究比较有限.本文基于前人的相关研究进展,对植物CDPK信号途径及其互作组分的生物学功能进行综述,以期为相关研究提供借鉴.
1 CDPK信号转导途径
1.1 CDPK是重要的Ca2+感受器
植物细胞中的多种信号转导途径均依赖信号分子进行信息交流,包括钙离子、脂质小分子、cAMP(cyclic adenosine monophosphate)、cGMP(cyclic guanosine monophosphate)等,其中游离的钙离子作用范围最广[3].Williamson和Ashley[4]对海藻细胞内钙信号的研究首次发现胞内游离的Ca2+可能对细胞功能的调节具有重要作用.植物细胞内的钙离子浓度受到多种钙结合蛋白的调控,如钙调素(Calmodulin,CaM)、类钙调神经素B亚基蛋白(Calcineurin B-like Proteins,CBLs)、CDPKs等[5].CaM是最典型的钙结合蛋白,它作为钙信号的“应答感受器”能迅速响应胞质中钙离子浓度变化,并维持胞内钙离子的稳态[6].CaM和CBL以无激酶活性的形式存在,只在结合Ca2+后被激活进而与靶蛋白相互作用并使其磷酸化,从而调控植物生长发育或响应逆境胁迫[7−8].CBL能与其特定的作用底物……