PP2C蛋白磷酸酶调控的细胞信号通路研究进展

2C类蛋白磷酸酶是蛋白磷酸酶家族的重要成员,可以对丝/苏氨酸残基特异性脱磷酸。近来研究表明,2C类蛋白磷酸酶控制着大量关键的细胞功能,如增殖、细胞周期阻滞、衰老和细胞程序性死亡、凋亡和自噬等,因而在介导机体免疫反应、衰老、神经发育及肿瘤发生发展中发挥重要的生物学作用。总结PP2C基因各亚型参与介导的重要细胞信号通路,如丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇3-激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(PI3K/AKT)、转化生长因子-β(TGF-β)/Smads、核转录因子-κB(NF-κB)及DNA损伤应答通路,以期为阐明上述生理病理过程的分子基础和调控机制提供新的思路。

植物PP2C蛋白磷酸酶负调控ABA信号转导途径研究进展

PP2C(PP2C-type protein phosphatases)蛋白磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,植物体内目前已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶:ABI,AtP2C-HAB1,AtPP2CA以及MP2C。大量的研究表明植物PP2C蛋白磷酸酶参与了ABA信号转导途径的负调控功能。就高等植物PP2C的分类及其对ABA信号转导途径的负调控功能的研究进展进行了综述。

耐盐杜梨蛋白磷酸酶基因PbPP2C的克隆及表达分析

2C型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP2C)是植物体内脱落酸ABA信号传导关键负调控酶,在植物耐非生物胁迫中发挥着重要的作用。本研究利用RT-PCR技术,克隆出编码杜梨PP2C蛋白的基因Pb PP2C,其核苷酸序列全长1 353 bp,开放阅读框长1 263 bp,编码422个氨基酸残基,这些残基中包括了与二价金属离子结合的MED、DGH、DG和D结构域。系统发生分析结果表明,该氨基酸与拟南芥AHG3亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明:盐胁迫条件下,Pb PP2C基因在根、茎、叶中的表达12 h达到峰值,同时在根中72 h达到第二个峰值;干旱胁迫条件下,Pb PP2C基因在根、茎、叶中表达72 h达到峰值。说明Pb PP2C与杜梨耐盐和耐干旱胁迫存在紧密关联。

植物2C类蛋白磷酸酶及其在逆境信号转导中的作用

2C类蛋白磷酸酶(PP2C)是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,以单体酶的形式广泛存在于生物体中,参与多种信号途径。大量研究表明,植物PP2C负调控ABA信号转导途径及多种逆境胁迫转导途径。本文对高等植物PP2C的分类及其对多种逆境信号转导途径的调控功能研究进行了综述与展望。

蛋白磷酸酶2C(PP2C)的表达、纯化与催化活性

从小鼠肌肉组织中提取了总RNA,经RT-PCR,扩增出蛋白磷酸酶2C(PP2C)基因,并构建了pUCm-T载体.经核酸序列分析证明PP2C基因序列正确后,将pUCm-T中的PP2C基因插入pET28a载体中,构建了表达载体pET28a-PP2C,并转化到E.coli BL21(DE3)进行表达.经测定,该菌株表达目的蛋白PP2C的最适条件为:诱导物IPTG的终浓度为0.8 mmol/L,37℃,诱导时间为20 h.在此条件下,PP2C实现了高效表达,表达的PP2C蛋白约占菌体总蛋白的18.2%,其中在裂解上清液、沉淀中分别占总蛋白的7.1%和11.1%.经SDS-PAGE分析,表达产物分子量约为42 000.应用Ni-NTA柱实现了可溶性PP2C的纯化,收率达80.5%,纯化的PP2C比活力达34.5 U/mg.

棕榈酸激活人脐静脉内皮细胞PP2C降低eNOS Ser1177的磷酸化

目的探讨棕榈酸(PA)激活人脐静脉内皮细胞(HUVEC)蛋白磷酸酶2C(PP2C)对内皮一氧化氮合酶第1177位丝氨酸(eNOS Ser1177)磷酸化的调控作用。方法HUVEC随机分为对照组、PA组、特异性PP2C抑制剂血根碱(San)联合PA组以及转染PP2Cα特异性小干扰RNA(siRNA)组。采用Western blot法检测eNOS总蛋白、eNOS Ser1177磷酸化水平和PP2Cα蛋白水平,二氨基荧光素-FM二乙酸酯(DAF-FM DA)负载法检测细胞内一氧化氮(NO)含量,免疫共沉淀法观察eNOS与PP2C之间的共定位关系。结果与对照组相比,PA处理组eNOS Ser1177磷酸化水平及NO含量均降低,San预处理组可逆转以上变化。敲低PP2Cα蛋白表达水平后,eNOS Ser1177磷酸化水平增加。eNOS与PP2C在细胞内共定位。结论PA通过激活HUVEC的PP2C引起eNOS Ser1177磷酸化水平降低。

刚毛柽柳ThPP2C基因的克隆和表达分析

蛋白磷酸酶2C(PP2C)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,在体内以单体形式存在,由它催化的可逆磷酸化反应是细胞信号转导的重要组成部分,这一过程几乎参与所有的生理和病理过程。本研究从柽柳中克隆获得一条PP2C基因,命名为ThPP2C。该基因开放读码框(ORF)长849 bp,编码282氨基酸,推测蛋白质分子量为30.54 kDa,理论等电点为7.13。qRT-PCR结果显示,0.4 mol·L^(-1)NaCl、20%(w/v)PEG6000、150μmol·L^(-1)ABA和100μmol·L^(-1)JA胁迫处理后,ThPP2C基因在刚毛柽柳根和叶中的表达均发生了明显改变,但时空表达模式不完全相同。NaCl、ABA和JA处理后ThPP2C基因在叶中都表现为下调表达。而根中,NaCl和JA胁迫后主要表现为上调表达。ABA处理早期表达下调,随后表达量逐渐增加。与其他3种胁迫不同的是,PEG6000处理后ThPP2C基因在根中明显下调,而在叶中胁迫早期表现不明显,48 h后被高度诱导。表明ThPP2C基因可能参与了刚毛柽柳高盐、干旱以及激素处理的适应过程,但其功能还有待进一步验证。

日本血吸虫蛋白磷酸酶PP2C-1的原核表达及活性分析

目的构建日本血吸虫PP2C-1蛋白磷酸酶表达载体,并进行体外表达和酶活性分析。方法从日本血吸虫基因组数据库中找到一个可能编码PP2C-1蛋白磷酸酶的基因Sj-PP2C-1,设计引物并通过PCR技术扩增得到该基因,将其成熟编码区与pET28a表达载体连接后转化大肠埃希菌并用IPTG诱导表达,对表达产物的磷酸酶活性进行分析。结果成功构建了Sj-PP2C-1蛋白磷酸酶表达载体,其编码区能够在大肠埃希菌中表达分子质量单位为40ku的目的蛋白;采用V2460系统进行检测,Sj-PP2C-1具有PP2C磷酸酶活性。结论 Sj-PP2C-1基因原核表达产物具有蛋白磷酸酶活性,为研究PP2C类蛋白磷酸酶的功能打下了基础。

铁皮石斛蛋白磷酸酶PP2C家族基因鉴定及其表达分析

利用生物信息学方法对铁皮石斛(Dendrobium catenatum Lindl.)2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C,PP2C)家族基因进行鉴定分析,采用实时荧光定量PCR技术分析PP2C基因的组织表达特性,以及在不同非生物胁迫和植物生长调节剂处理下的表达模式。共鉴定出67个家族成员,其编码的氨基酸在80~1 075 aa之间,分子量在8.86~119.59 kD之间,等电点在4.13~9.36之间。进化树分析可将其分为13个亚族,且每个亚族蛋白的保守基元相似。基因结构分析表明,PP2C基因的外显子数量为1~15不等。空间表达模式分析发现有4个PP2C在铁皮石斛合蕊柱中表达量最高,5个基因在蒴果中表达量最高,有1个基因在根中表达量最高,PP2C的表达具有组织特异性。DcPP2C5、DcPP2C20和DcPP2C56表达量受干旱胁迫(20%PEG6000)上调较明显,DcPP2C24受高温(42℃)诱导最显著,DcPP2C5受低温(4℃)诱导上调表达,DcPP2C20受到盐胁迫(200 mmol·L^(-1) NaCl)诱导,这些基因的表达均在不同程度上受100μmol·L^(-1)ABA和20μmol·L^(-1) SA的诱导,说明它们在铁皮石斛应对逆境胁迫中发挥作用。

割手密蛋白磷酸酶基因SsPP2C1的克隆及表达分析

2C型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP2C)是植物体内脱落酸ABA信号传导关键负调控酶,在植物耐非生物胁迫中发挥着重要的作用。为探讨抗旱割手密材料中蛋白磷酸酶基因的序列及其表达特征,利用转录组测序数据,结合RT-PCR技术,克隆出编码割手密PP2C蛋白的基因,命名为SsPP2C1,其核苷酸序列编码区长855 bp,编码284个氨基酸残基,这些残基中包括了与二价金属离子结合的MED、DGH、DG和D结构域。系统发生分析结果表明,该氨基酸与谷子Sipp2c亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明在干旱协迫条件下,SsPP2C1基因主要在割手密的叶片中表达,在根和茎中的表达量相对较低;该基因在割手密伸长期表达量最高,成熟期次之,苗期最小;随着胁迫时间的延长,该基因的表达量显著升高,在胁迫6 d时达到最大值,为对照的4 940.27倍,随后显著下降,表明SsPP2c1基因与割手密抗旱性存在紧密关联。

工业大麻PP2C基因家族成员鉴定及表达分析

目的:2C类蛋白磷酸酶(PP2C)参与植物多种信号转导途径。其通过负调节丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路参与植物多种胁迫响应和代谢产物合成的调控。对工业大麻PP2C(CsPP2Cs)基因家族进行全基因组鉴定及表达分析,以期为研究CsPP2Cs在工业大麻生长发育过程中的生物学功能提供参考。方法:利用MEGA-X构建系统发育树,利用ExPASy、WoLF PSORT、MEME、Batch-CD-Search、PlantCare、TBtools分别对CsPP2Cs蛋白理化性质、亚细胞定位、保守基序、蛋白结构域、CsPP2Cs基因启动子顺式作用元件和与拟南芥PP2Cs(AtPP2Cs)基因的共线性进行预测和分析。通过转录组数据和实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)对CsPP2Cs基因表达进行分析和验证。结果:从工业大麻全基因组中共鉴定出52个具有保守结构域的PP2Cs,基因编码蛋白长度244~1089个氨基酸不等,相对分子质量在26.76~122.53 kDa,亚细胞定位主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体。系统进化树将52个CsPP2Cs分为10个亚族和5个未分组成员。共线性分析发现,工业大麻与拟南芥存在7对同源基因。顺式元件预测显示光响应元件和脱落酸元件居多。基因表达热图显示,相同基因在各组织中存在差异表达。对部分基因进行Real-time PCR验证,进一步证实了转录组数据的准确性。同时,可变剪切分析表明部分CsPP2Cs基因在进化过程中存在可变剪切本。结论:从全基因组层面对CsPP2Cs进行了分析和预测,提示CsPP2Cs可能广泛参与工业大麻的多种生物学过程,为进一步研究CsPP2Cs功能奠定了基础。