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我院孙静在“开花素”蛋白作用机制方面取得新进展
发布日期:2018-08-31 浏览次数: 字号:[ ]

  近期,plant science 在线发表了我院孙静为第一作者的题目为“The loss of a single residue from CmFTL3 leads to the failure of florigen to flower”的论文。

  FT基因是花发育途径的汇集点,它可以整合不同开花途径的信号,在植物花发育过程中发挥着重要作用。78年前,前苏联生物学家Chailakhyan在菊花中观察到一类光周期诱导后在叶片产生并运输到茎顶端的开花刺激物,命名为“florigen”(开花素)。开花素可能是植物中普遍存在的一类通用的开花刺激物,但在过去70多年的研究中都一直未能鉴定出开花素。随后在拟南芥中鉴定出了FT(FLOWERING LOCUS T)基因,由于其开花素的功能,最近FT已成为许多植物研究的热点。FT为编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)的基因家族成员,该家族可分为3个亚家族(FT/TFL/MFT)。FT基因和TFL1基因为FT/TFL1基因家族的两个关键成员,其蛋白一致性很高,但生物功能却截然相反,FT基因促进成花,而TFL1基因抑制成花。

 

  

 

  目前为止,几个FT和TFL1相关蛋白的构象已经被解析。对人类和牛体内的PEBP家族成员的蛋白构象及其结合配体构象进行分析表明,这些成员的构象都存在着一个独特且高度保守的阴离子结合位点,这一位点的存在可能用于识别互作蛋白上的磷酸化位点(Banfield et al. 1998; Serre et al. 1998; Simister et al. 2002)。FT和TFL1基因家族通常由4个外显子组成,第4个外显子又被分为A,B,C和D段。在蛋白质四级结构中,FT基因第85位的酪氨酸(Tyr)和第140位的谷氨酰胺(Gln)能够形成一个特殊的loop环状结构,而TFL1蛋白第88位带氢键的组氨酸(His)与第144位的天冬氨酸(Asp)则构成了一个天然屏障,不能形成loop环结构并与配体结合。这种构象上的差异导致了FT与TFL1亚家族成员具有相反的功能(Ahn et al. 2006)。通过对FT氨基酸位点大量突变并进行突变体功能回补研究,发现大量位点的变化甚至非常保守的位点都不会影响其发挥功能。(供稿:孙静)

  该研究结果表明,针对一个菊花独特的转录本CmFTLps4序列分析后发现3个氨基酸位点的变异,突变体表型结合表面结构分析后,发现其中一个重要位点Q130K的变异导致了菊花FT基因功能的缺失。本研究为揭示菊花开花机制的分子机理以及蛋白空间构象对其功能的影响提供了一定理论基础。

  

  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945218306320?dgcid=rss_sd_all#upi0005

 




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