文獻(xiàn)閱讀-植物胞外過氧化氫受體被發(fā)現(xiàn)

? ? ? 今天一早起來就是被這條消息刷屏,因?yàn)榍懊媛爭熃阒v過該通訊作者找到過鹽受體,于是乎帶著無比崇敬的心情拜讀了這篇昨天發(fā)表在《nature》上的題為《Hydrogen peroxide sensor HPCA1 is an LRR receptor kinase in Arabidopsis》文章卖丸。這篇文章的通訊作者是美國杜克大學(xué)終身教授裴真明教授速址,他長期從事植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子機(jī)理方面的研究水由。

? ? ? 細(xì)胞外的H2O2的生物合成主要是由NADPH氧化酶和超氧化物歧化酶或其他機(jī)制在受到誘導(dǎo)后產(chǎn)生焦人,eH2O2會(huì)引發(fā)鈣離子(Ca2+)流入細(xì)胞奶甘,從而激活了植物的病原體抗性或適應(yīng)脅迫等過程篷店。此外,eH2O2?信號(hào)還調(diào)節(jié)花粉管和根毛的極化生長臭家,并控制氣孔的開閉疲陕。eH2O2通過水通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)并能夠氧化動(dòng)植物中的胞質(zhì)蛋白。該研究通過正向遺傳篩選方法來鑒定觸發(fā)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)的eH2O2?細(xì)胞表面受體(高滲感應(yīng)分子以及鹽受體也搞出來了)钉赁。該研究通過EMS誘變擬南芥的種子蹄殃,然后篩選了對(duì)H2O2?響應(yīng)表現(xiàn)出低Ca2+流入的突變體,并命名這些突變體為?hydrogen-peroxide-induced Ca2+increases 1?hpca1)你踩。hpca1 沒有任何形態(tài)和發(fā)育上的表型诅岩,但是對(duì)H2O2處理后胞質(zhì)內(nèi)僅僅增加少量的Ca2+讳苦。

Isolation of Arabidopsis mutants defective in H2O2-induced Ca2+increases.

? ? 由于前面的研究已經(jīng)知道eH2O2會(huì)引起氣孔和保衛(wèi)細(xì)胞鈣的聚集,那就看吧吩谦,發(fā)現(xiàn)的確是缺失的鸳谜,但并完全消失,而且在ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉途徑中hpca1也沒有了式廷,說明的確是影響了eH2O2咐扭。

Impaired guard-cell eH2O2 signalling in hpca1

? ?通過基因組重測序發(fā)現(xiàn),有三個(gè)line突變的是同一個(gè)基因At5g49760懒棉,是一個(gè)RLK-LRR,命名為hpca1-1 to hpca1-3? ,RLK-LRRVIIhpca1亞家族共有8個(gè)成員草描,如下演化樹。這一亞家族都有含有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)策严,含有一個(gè)保守的半胱氨酸對(duì)穗慕,且在不同物種間保守。這對(duì)感應(yīng)H2O2可能有重要作用妻导。

The phylogeny of HPCA1 subfamily in the LRR-RK
Conserved hydrogen peroxide domains

下面確定基因后就是一些套路逛绵,做回補(bǔ),做表達(dá)pattern倔韭,發(fā)現(xiàn)的確能回補(bǔ)表型术浪,就是他。GUS數(shù)據(jù)顯示在全身幾乎都有表達(dá)寿酌,GFP顯示在胞漿和溶漿細(xì)胞的細(xì)胞表面胰苏。

Complementation of the hpca1-1 phenotype by HPCA1.
Expression patterns

為了進(jìn)一步確認(rèn),hpca1 的功能醇疼,利用下游MAPK3和MAPK6發(fā)現(xiàn)對(duì)突變體不敏感硕并,下面大概率要解決的就是H202和HPCA結(jié)合的問題⊙砭#回歸hpca1激酶本身倔毙,檢測激酶活性的影響,用激酶抑制劑能夠展現(xiàn)突變體表型乙濒,通過實(shí)驗(yàn)Thr786, Thr789, Thr790,Ser606, Ser607 and Ser942 位點(diǎn)被磷酸化陕赃,并且磷酸化水平受到H2O2誘導(dǎo)。認(rèn)為eH2O2 能夠激活HPCA1活性颁股。以前知道cys可能相應(yīng)對(duì)H202的感知么库,于是在回補(bǔ)時(shí),回補(bǔ)的材料去掉cys看結(jié)果甘有。果然是不能互補(bǔ)廊散。最后通過他們?yōu)榱舜_定細(xì)胞外Cys氧化,分別用碘乙酰胺和N-乙基馬來酰亞胺(NEM)標(biāo)記了HPCA1-YFP的Cysred和氧化的Cys(Cysox)殘基梧疲,并通過質(zhì)譜分析了所得蛋白質(zhì)允睹。發(fā)現(xiàn)過氧化氫處理后Cysox的相對(duì)量增加了約10%运准。的確是H202氧化了cys。

Complementation of the hpca1-2 phenotype byCys-mutant HPCA1
Representative MS1 ionchromatograms

? ? ? ? 最后給個(gè)模型缭受,其實(shí)整篇文章思路還是蠻簡單的胁澳,主要是好方法,Ca成像這個(gè)已經(jīng)成就了裴真明教授三篇CNS了米者,真是太羨慕了韭畸,然而就該文章而言,應(yīng)該還是存在別的基因參與感受eH202蔓搞,讓我們今后拭目以待胰丁。

model
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