植物异三聚体g 蛋白研究进展 - 植物生理学报.pdf

植物生理学通讯 第46 卷第4 期, 2010 年4 月 309 特约综述 Invited Review 植物异三聚体 G 蛋白研究进展 朱莺, 黄继荣* 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所, 植物分子遗传国家重点实验室, 上海200032 提要: 异三聚体鸟嘌呤核苷结合蛋白(简称G蛋白)是真核细胞中保守的信号转导分子, 通常与G蛋白偶联受体一起将细胞 外信号传递到胞质中。许多研究表明植物G蛋白介导的信号转导途径在光、激素、糖等响应过程中发挥着精细的调控作 用。本文重点介绍近年来植物G蛋白在复合体组成、生化特性及其工作模式等方面的研究进展。 关键词: 异三聚体G蛋白; 鸟嘌呤核苷循环; 信号转导; 拟南芥; 水稻 Recent Progresses in Plant Heterotrimeric G-Proteins * ZHU Ying, HUANG Ji-Rong National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China Abstract: Heterotrimeric GTP-binding proteins (G-proteins) are signal transduction molecules conserved in eukaryotic cells, and usually function with G-protein-coupled receptors to transduce extracellular signals into the cytoplasm. In plants, G-proteins have been demonstrated to play fine regulatory roles in responses to light, hormones, glucose, etc. This review will focus on the recent progresses in the complex constitution, biochemi- cal properties and working models of plant G-proteins. Key words: heterotrimeric G-proteins; guanine nucleotide cycling; signal transduction; Arabidopsis thaliana; rice G 蛋白是一类在真核细胞中保守的重要信号 白信号转导调节子(regulators of G protein signaling, 转导分子, 由α、β和γ 3 个亚基组成。其中Gα RGS) 的调控, RGS 与Gα的结合能加速Gα水解 与鸟嘌呤核苷(GDP/GTP)结合并具有GTP 水解酶 GTP, 从而快速关闭G 蛋白信号途径。因此, 总体 活性, Gα·GTP 和Gα·GDP 代表了有无活性的2 种 上G 蛋白传递信号的强弱程度主要受到GPCR 和 状态; Gβ和Gγ总是紧密地结合在一起形成二聚 RGS 的调控。除此之外, G 蛋白本身还受到蛋白 体。经典的G 蛋白信号转导模式( 图1)中, 在细胞 质翻译后的修饰调控, 如通过脂质修饰使α亚基和 外没有信号时, Gα·GDP 与Gβγ形成三聚体并与质 γ亚基定位于质膜上(Milligan 和Kostenis 2006) 。据 膜上的G 蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor, 报道, 在动物细胞中, G 蛋白的磷酸化修饰能选择 GPCR)形成复合体, G 蛋白信号通路处于关闭状 性地调节G 蛋白下游信号通路(Cabrera-Vera 等 态。与细胞外信号分子(配体) 的结合引起GPCR 构 2003) 。 象变化, 随之获得鸟嘌呤核苷交换因子(guanine 1 植物 G 蛋白复合体 nucleotide exchan