植物小G蛋白功能的研究进展

近年来,小G蛋白的调控途径已经成为人们研究细胞信号转导过程的热点问题。小G蛋白家族包括Ras、Rab、Rho、Arf和Ran亚家族,它们起着许多不同的重要细胞生理作用,例如基因表达、细胞骨架重组装、微管的形成以及囊泡和核孔运输机制。这些小G蛋白作为重要的分子开关,具有一个非常保守的功能区域,即I-IV结构区,它起着关键性作用。从拟南芥(Arabidopsisthaliana)基因组预测分析得出,拟南芥含有93个小G蛋白同源序列,包含Rab、Rho、Arf和Ran亚家族,但没有Ras亚家族。本文主要阐述了迄今在植物中研究小G蛋白各个亚家族功能的最新进展,并对植物、酵母和动物相关的同源蛋白的生理功能进行比较和推测。

小麦RAN1在酵母系统中影响微管的完整性和核质运输过程

真核生物的小G蛋白Ran在进化过程中比较保守，它可直接参与细胞周期调控过程，它的缺失突变可以影响很多细胞生理进程。我们已经从小麦(Triticumaestivum L．cv．Jingdong No．1)cDNA文库中克隆到一个新的Ran GTPase的同源基因TaRAN1。在此基础上利用裂殖酵母模式系统研究了该基因的功能。研究结果表明，TaRAN1基因超表达可产生缺陷的纺锤体微管，这可能是导致我们以前观察到的异常染色体分离现象的原因。反义TaRAN1基因表达的酵母细胞，微管系统受到破坏。我们推测TaRAN1蛋白在细胞有丝分裂的纺锤体组装和维持微管系统的完整与稳定过程中起着重要作用。透射电镜观察实验结果显示，超表达TaRAN1的酵母细胞具有异常的核膜结构，反义表达TaRAN1的酵母细胞有异常的液泡结构和紊乱的膜结构，由此推测，TaRAN1在整个核质运输事件中可能是必须的。