Expansin_细胞壁松弛蛋白_的发展.pdf

生命科学 Chinese Bulletin of Life Sciences 第18卷 第2期 2006年4月 Vol. 18, No. 2 Apr., 2006 Expansin (细胞壁松弛蛋白)的发展 金慧清，陈英豪，金勇丰* （浙江大学生命科学学院生物化学研究所，杭州310029） 摘　要：Expansin 是一种体外诱导分离的植物细胞壁伸展的蛋白，在修饰细胞壁基础上使细胞膨胀。 Expansin 的功能众多，除了促进细胞生长，还包括影响营养生长、形态发生、授粉受精、果实软化 等，并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。目前已经在多种植物及其他一些生物范围内对 expansin 及类 expansin 序列和蛋白质进行了研究，并对它们的作用机制进行了探索。 关键词：expansin；细胞壁松弛蛋白；细胞壁伸展 中图分类号：Q 2 4 1；Q 5 1　　文献标识码：A The development of expansin (cell wall expansion protein) JIN Hui-Qing, CHEN Ying-Hao, JIN Yong-Feng* (Institute of Biochemistry, College of Life Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China) Abstract: Expansins are extracellular proteins that induce extension in isolated plant cell walls and expand on the basis of cell walls modification in vitro. It appears that they are involved in cell extension, besides cell growth, including nutrition growth, morphogenesis, pollination, fertilization and fruit softening. And they are often expressed in high specific locations and cell types. Nowdays, expansins, expansin-like sequences or their proteins were widely identified in plant and other species, the functional mechanism of them were also explored. Key words: expansin; cell wall expansion protein；cell walls expansion 收稿日期：2005-09-05；修回日期：2006-01-24 基金项目：国家自然科学基金资助(NO: 作者简介：金慧清(1979－)，女，硕士研究生；陈英豪(1982－)，男，硕士研究生；金勇丰(1969－)，男，教 授，硕士生导师，* 通讯作者。 文章编号 ：1004-0374(2006)02-0168-07 当植物细胞壁pH降到约5.5以下时细胞迅速膨 大，这种低pH 条件下，植物细胞快速伸展的现象 为“酸生长理论”[1]。植物激素等物质可以刺激胞 壁合成，增加胞壁可塑性，其诱导的起始阶段包括 一个快速的胞壁酸化过程，即酸性环境的刺激引起 细胞膨胀。给此现象的研究带来突破性进展的是某 种细胞壁松弛蛋白——expansin[2]的发现，这一发现 表明，激素等物质引起的酸诱导延长并不仅仅是胞 壁多聚糖的物理伸展，还需要有活性的胞壁蛋白质 的参与。Expansin是第一个被鉴定作为细胞壁的疏 松蛋白，部分诱导pH 调控的植物细胞壁的伸展和 细胞的生长。 McQueen-Mason等[3]在寻找pH调控的胞壁疏松 酶，体外鉴定胞壁蛋白诱导细胞壁伸展能力的研究 中，从黄瓜下胚轴细胞壁中分离获得分子量分别为 29kDa和30kDa的两个活性蛋白，它们介导酸诱导 的黄瓜胚轴壁伸展。虽然没有发现使胞壁聚合体水 解的能力，但是这两个蛋白却具有人们长期寻找的 细胞壁松弛酶的重要性质，就是能够诱导分离的细 胞壁松驰和伸展。在酸性条件下，加入这些蛋白能 引起热失活并且能使去除内部生长能力的细胞壁恢 复伸展活性，而其他蛋白质却没有发现有这个性 169第2期 金慧清，等：Expansin (细胞壁松弛蛋白)的发展 质。此后，陆续发现了其他亚家族的expansin[4~6]。 1　Expansin家族 Expansin是一个基