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中国细胞生物学学报 2020年第5期42卷 896-902页

作者：王爽周骏辉张越荆艳萍北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 中国中医科学院中药资源中心北京100700

作为一种重要的信号分子,胞外ATP(extracellular ATP,eATP)通过与质膜受体结合,可以激发钙离子等第二信使,并进一步诱导胞内多种信号反应。dorn1是植物中发现的第一个eATP受体蛋白,它通过响应eATP信号,参与植物多种生理过程,包括植物抗... 详细信息

作为一种重要的信号分子,胞外ATP(extracellular ATP,eATP)通过与质膜受体结合,可以激发钙离子等第二信使,并进一步诱导胞内多种信号反应。dorn1是植物中发现的第一个eATP受体蛋白,它通过响应eATP信号,参与植物多种生理过程,包括植物抗病、气孔开闭以及胞吞循环等。该文就dorn1的发现、结构及功能进行综述,并对dorn1相关领域的研究进行了展望。

关键词： eATP 受体 dorn1 结构功能

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拟南芥胞外ATP受体dorn1的分子机制研究

拟南芥胞外ATP受体DORN1的分子机制研究

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作者：李红华中农业大学

学位级别：硕士

ATP是在所有活的生物体中普遍存在的一种化合物,是细胞内最直接的能源物质,可参与到细胞的物质代谢以及能量代谢的过程中。90年代动物细胞质膜表面中就有发现多种胞外ATP所引起的各种生理生化反应的受体,统称为嘌呤受体,根据其本质和功... 详细信息

ATP是在所有活的生物体中普遍存在的一种化合物,是细胞内最直接的能源物质,可参与到细胞的物质代谢以及能量代谢的过程中。90年代动物细胞质膜表面中就有发现多种胞外ATP所引起的各种生理生化反应的受体,统称为嘌呤受体,根据其本质和功能分为P1和P2这两种类型的受体。虽然研究证实植物也可以响应e ATP并产生一些生理变化,如细胞中钙浓度的增加和植物抗逆反应,但在植物体中并没有找到与动物中受体同源的基因。Stacey实验室通过筛选胞内钙离子浓度增加不敏感突变体,克隆得到了植物胞外ATP受体蛋白—dorn1。dorn1编码一个Malectin膜受体激酶。本课题与Stacey实验室合作开展了dorn1受体蛋白介导ATP信号的的分子机制研究。利用质谱分析、免疫沉淀等方法分析dorn1的磷酸化位点、关键磷酸化位点S391的抑菌能力以及dorn1的表达调控机制。主要研究结果如下:1.通过提取dorn1激酶域蛋白进行体外磷酸化实验,通过质谱分析鉴定了6个可能的磷酸化位点,即S345;S375;S391;S440;S451;T458A;S472。2.将这7个位点分别突变成丙氨酸(不能被磷酸化的形式)和天冬氨酸(模拟磷酸化的形式),再把这些点突变的dorn1分别转化到dorn1的T-DNA插入缺失突变体dorn1-3中,并获得转基因植株。通过测定Ca浓度确定了可能具有功能的磷酸化位点,即S391、S451、S440。3.在大肠杆菌中表达dorn1激酶域的研究发现,dorn1的激酶域与野生型dorn1相比,可明显抑制抑制大肠杆菌的生长,推测可能参与调控植物抗病反应。4.把dorn1连入带35S启动子的HA和MYC标签载体并在原生质体瞬时表达,免疫共沉淀实验发现dorn1受体会发生自聚合的现象,即可能是以二聚体的形式起作用的。5.通过酵母双杂交实验筛选出了与dorn1互相作用的蛋白,筛选到的蛋白主要包括叶绿体局部硫氧还蛋白、核糖体蛋白家族蛋白、重金属转运/解毒超家族蛋白、钙调磷酸酶金属磷酸酯酶超家族蛋白等我们的研究不仅揭示了dorn1蛋白激酶域具有功能的3个有功能的磷酸化位点,筛选得到了与dorn1互作的蛋白,也发现了磷酸化位点突变体S391的模拟磷酸化突变(dorn1),可抑制大肠杆菌的生长。我们推测该位点可能在dorn介导的植物免疫中起到重要作用。本研究探索dorn1在植物抗逆中的重要作用机制,这可能对于作物抗逆育种有很大的指导作用。

关键词： ATP 信号转导 dorn1 表达调控植物抗逆

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ATP homeostasis and signaling in plants

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Plant Communications 2024年第4期5卷 52-66页

作者： Jiaqi Xiao Yijie Zhou Yunyun Xie Taotao Li Xinguo Su Junxian He Yueming Jiang Hong Zhu Hongxia Qu Guangdong Provincial Key Laboratory of Applied Botany South China Botanical GardenChinese Academy of SciencesGuangzhou 510650China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Guangdong AIB Polytechnic Guangzhou 510507China School of Life Sciences and State Key Laboratory of Agrobiotechnology The Chinese University of Hong KongShatinNew TerritoriesHong KongChina

ATP is the primary form of energy for plants,and a shortage of cellular ATP is generally acknowledged to pose a threat to plant growth and development,stress resistance,and crop *** overall metabolic processes that contribute to the ATP pool,from production,dissipation,and transport to elimination,have been studied *** evidence has revealed that in addition to its role in energy supply,ATP also acts as a regulatory signaling molecule to activate global metabolic *** of the eATP receptor dorn1 contributed to a better understanding of how plants cope with disruption of ATP homeostasis and of the key points at which ATP signaling pathways intersect in cells or whole *** functions of SnRK1a,the master regulator of the energy management network,in restoring the equi-librium of the ATP pool have been demonstrated,and the vast and complex metabolic network mediated by SnRK1a to adapt tofluctuating environments has been *** paper reviews recent advances in understanding the regulatory control of the cellular ATP pool and discusses possible interactions among key regulators of ATP-pool homeostasis and crosstalk between iATP/eATP signaling *** of ATP deficit and modulation of cellular ATP homeostasis mediated by SnRK1a in plants are discussed at the physiological and molecular ***,we suggest future research directions for modulation of plant cellular ATP homeostasis.

关键词： ATP dorn1 SnRK1a ATP homeostasis and signaling

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呼吸链影响光化学反应过程中细胞外ATP调控作用的研究

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西北师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期58卷 77-83页

作者：冯汉青王建荷张悦婧李颖庞海龙西北师范大学生命科学学院甘肃兰州730070

细胞外ATP(eATP)是调节植物多种生理生化反应的信号分子.文中以野生型(WT)和eATP受体缺失突变(dorn-1)拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,分析了呼吸链抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)影响植物光化学反应过程中eATP的调控作用.结果表明,... 详细信息

细胞外ATP(eATP)是调节植物多种生理生化反应的信号分子.文中以野生型(WT)和eATP受体缺失突变(dorn-1)拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,分析了呼吸链抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)影响植物光化学反应过程中eATP的调控作用.结果表明,SHAM能够显著降低交替呼吸途径的容量.在WT叶片中,SHAM处理能够引起光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Y(Ⅱ))、相对电子传递速率(R_(ET))、光化学猝灭(q_(p))和PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))的显著降低,同时使得非光化学猝灭(Q_(NP))和PSⅡ处调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))显著上升;而在dorn-1叶片中,SHAM对Y(Ⅱ),R_(ET),qp,Q_(NP),Y(NPQ)和Y(NO)均无显著性影响.进一步研究发现,对WT叶片添加外源ATP可显著缓解SHAM所导致的Y(Ⅱ),R_(ET)和q_(p)的下降及Y(NPQ)的上升,而对dorn1叶片添加外源ATP则无类似效应.以上结果表明,eATP可通过受体蛋白dorn1对呼吸链抑制引起的光化学活性的下降进行调控.

关键词：拟南芥 dorn1 细胞外ATP 交替氧化酶途径光系统Ⅱ

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