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《中国农业大学》 2004年
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水稻和拟南芥中类三磷酸肌醇受体蛋白的免疫学证据

顾海科  
【摘要】: 二磷酸肌醇(IP_3)-Ca~(2+)信号传导通路在信号传导过程中起着非常广泛的作用。在哺乳动物中,已知三磷酸肌醇通过三磷酸肌醇受体(IP_3-R)起作用。细胞膜上的G-蛋白耦连的受体接受外界的刺激,激活磷脂酶C(PLC)的活性,从而使肌醇4,5-二磷酸(PIP_2)水解产生二脂酰甘油(DG)和三磷酸肌醇,三磷酸肌醇释放到细胞质中,和三磷酸肌醇受体相互作用促使钙离子从胞内钙库(包括内质网、肌质网)的释放,胞内游离的钙离子和钙调素(CaM)结合,激活下游的靶蛋白,从而导致细胞产生一系列的生理反应,主要包括分泌、细胞生长、肌肉收缩、感觉和神经信号传导、转录因子的表达、卵激活后受精膜的形成等许多重要的生理过程。 到目前为止,在高等植物中,虽然已广泛证明三磷酸肌醇信号参与细胞的信号传导过程,但是否存在类似动物的三磷酸肌醇受体报道很少。本实验用SDS-PAGE电泳和免疫印迹的方法,用哺乳动物大鼠三磷酸肌醇受体的多肽做抗体对类三磷酸肌醇受体蛋白鉴定,结果表明:抗体与水稻和拟南芥微粒体蛋白分子量大约为200kD的蛋白交叉反应,同时还发现在水稻微粒体蛋白62kD和拟南芥微粒体蛋白45kD处有交叉反应的蛋白条带存在,表明在植物中有类三磷酸肌醇受体蛋白的存在;用免疫胶体金方法,发现类三磷酸肌醇受体蛋白主要分布于液泡膜和细胞质膜上。 为了确定类三磷酸肌醇受体蛋白是否具有生物学功能,我们用表皮条分析技术,研究了甲基紫精(刺激三磷酸肌醇产生)和肝素(动物三磷酸肌醇受体的特异竞争性抑制剂)对气孔运动的调节作用。拟南芥表皮条用甲基紫精处理,可以引起气孔的关闭,当处理90分钟的时候,气孔的相对开度由100%降到58%,统计学分析气孔开度的变化有显著差异;甲基紫精引起气孔关闭的作用可以被肝素部分抑制,当甲基紫精和肝素同时处理90分钟的时候,气孔的相对开度由100%降到92%,统计学分析气孔开度的变化没有显著差异,说明气孔的相对开度基本上没有变化。表明了植物中存在的类三磷酸肌醇受体蛋白可能介导了三磷酸肌醇信号对气孔保卫细胞运动的调节作用。 以上所有的结果显示:植物细胞中可能存在着类三磷酸肌醇受体蛋白,并且参与磷脂酰肌醇系统信号传导通路。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q946

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