WikiDer > Дегидрин

Dehydrin
Дегидрин
Идентификаторы
СимволДегидрин
PfamPF00257
ИнтерПроIPR000167
PROSITEPS00315

Дегидрин (DHN) - это мультисемейство белки присутствует в растения который вырабатывается в результате стресса от холода и засухи.[1] DHN являются гидрофильный, надежно термостойкий, и беспорядочный.[2] Это стрессовые белки с большим количеством заряженных аминокислоты принадлежащих к группе II позднего эмбриогенеза обильного (LEA) семья.[3][4] DHN в основном находятся в цитоплазма и ядро но совсем недавно они были обнаружены в других органеллы, как митохондрии и хлоропласты.[5][6]

Для сетей DHN характерно наличие Глицин и другие полярные аминокислоты.[7] Многие DHN содержат по крайней мере одну копию согласованной 15-аминокислотной последовательности, называемой K-сегментом, EKKGIMDKIKEKLPG. Однако изучение ряда других описанных последовательностей дегидрина показывает, что его сохранение не является абсолютным.[2]

Функция

Вызванный обезвоживанием белки в растениях впервые наблюдались в 1989 г. при сравнении ячменя и кукурузы. кДНК из растений под засуха условия.[8] С тех пор белок был назван дегидрином и был идентифицирован как генетическая основа устойчивость к засухе в растениях.

Тем не менее, первое прямое генетическое свидетельство того, что дегидрин играет роль в защите клеток во время осмотический шок не наблюдался до 2005 г., во мхе, Physcomitrella patens. Чтобы показать прямую корреляцию между DHN и восстановлением после стресса, был создан нокаутный ген, который мешал функционированию DHNA. После помещения в среду с солевым и осмотическим стрессом и последующего возвращения в стандартную питательную среду, P. patens wildtype смог восстановиться до 94% от своего свежего веса, в то время как мутант P. patens достиг только 39% от своего свежего веса. В этом исследовании также делается вывод о том, что производство DHN позволяет растениям функционировать в условиях высоких концентраций соли.[9]

Другое исследование показало, что DHN влияет на восстановление после засухи. транскрипция уровни DHN увеличились в засухоустойчивой сосне, Pinus pinasterпри помещении для обработки от засухи. Однако уровни транскрипции DHN снизились при той же обработке засухи у чувствительных к засухе П. пинастер. Засухоустойчивость - сложный признак, поэтому его нельзя генетически проанализировать как признак одного гена.[10] Точный механизм засухоустойчивости еще не определен и все еще исследуется. Один из химических механизмов, связанных с выработкой DHN, - это присутствие фитогормона ABA. Одна из распространенных реакций на стрессы окружающей среды - процесс, известный как клеточная дегидратация. Клеточная дегидратация вызывает биосинтез абсцизовой кислоты (ABA), который, как известно, реагирует как гормон стресса из-за его накопления в растении в условиях водного стресса. АБК также участвует в путях передачи стрессового сигнала. Было показано, что АБК увеличивает продукцию DHN, что дает больше доказательств связи между DHN и засухоустойчивостью.[11]

Дегидриноподобные белки

В клетке есть и другие белки, которые играют аналогичную роль в восстановлении растений, подвергшихся засухе. Эти белки считаются дегидриноподобными или связанными с дегидрином. Они плохо определены в том смысле, что эти дегидриноподобные белки похожи на DHN, но не подходят для классификации как DHN по разным причинам.[12] Обнаружено, что они похожи тем, что реагируют на некоторые или все те же стрессы окружающей среды, которые вызывают выработку DHN. В конкретном исследовании дегидриноподобные белки, обнаруженные в митохондрии мы усиленный при засухе и холоде зерновых культур.[13] Сообщалось, что дегидрины придают устойчивость к грибковым инфекциям, а сверхэкспрессия дегидринов обеспечивает защиту в условиях абиотического и биотического стресса.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Puhakainen T, Hess MW, Mäkelä P, Svensson J, Heino P, Palva ET (март 2004 г.). «Сверхэкспрессия нескольких генов дегидрина повышает устойчивость Arabidopsis к стрессу от замораживания». Молекулярная биология растений. 54 (5): 743–53. CiteSeerX 10.1.1.319.7890. Дои:10.1023 / B: PLAN.0000040903.66496.a4. PMID 15356392. S2CID 17565535.
  2. ^ а б Грейтер С.П., Боддингтон К.Ф. (2014). «Нарушение и функция: обзор семейства белков дегидрина». Границы науки о растениях. 5: 576. Дои:10.3389 / fpls.2014.00576. ЧВК 4215689. PMID 25400646.
  3. ^ Ян Й, Хе М, Чжу З., Ли С, Сюй И, Чжан Ц., Певица С, Ван И (2012). «Идентификация семейства генов дегидрина из видов винограда и анализ их чувствительности к различным формам абиотического и биотического стресса». BMC Биология растений. 54 (5): 743–53. Дои:10.1186/1471-2229-12-140. ЧВК 3460772. PMID 22882870.
  4. ^ Хундертмарк, М; Хинча, Дания (4 марта 2008 г.). «Белки LEA (в изобилии позднего эмбриогенеза) и их кодирующие гены у Arabidopsis thaliana». BMC Genomics. 9: 118. Дои:10.1186/1471-2164-9-118. ЧВК 2292704. PMID 18318901.
  5. ^ Рорат Т. (январь 2006 г.). «Дегидрины растений - расположение, структура и функции тканей». Письма по клеточной и молекулярной биологии. 11 (4): 536–56. Дои:10.2478 / s11658-006-0044-0. ЧВК 6275985. PMID 16983453.
  6. ^ Сааведра Л., Свенссон Дж., Карбалло В., Изменди Д., Велин Б., Видал С. (январь 2006 г.). «Ген дегидрина в Physcomitrella patens необходим для устойчивости к солевому и осмотическому стрессу». Журнал растений. 45 (2): 237–49. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2005.02603.x. PMID 16367967.
  7. ^ Чан-Цай Лю (2012). «Полногеномная идентификация и характеристика семейства гена дегидрина в тополе (Populis trichocarpa)». Репортер по молекулярной биологии растений. 30 (4): 848–59. Дои:10.1007 / s11105-011-0395-1. S2CID 14494478.
  8. ^ Клоуз Т.Дж., Кортт А.А., Чендлер П.М. (июль 1989 г.). «Основанное на кДНК сравнение белков, индуцированных дегидратацией (дегидринов) в ячмене и кукурузе». Молекулярная биология растений. 13 (1): 95–108. Дои:10.1007 / bf00027338. PMID 2562763. S2CID 25581396.
  9. ^ Сааведра Л., Свенссон Дж., Карбалло В., Изменди Д., Велин Б., Видал С. (январь 2006 г.). «Ген дегидрина в Physcomitrella patens необходим для устойчивости к солевому и осмотическому стрессу». Журнал растений. 45 (2): 237–49. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2005.02603.x. PMID 16367967.
  10. ^ Веласко-Конде Т., Яковлев И., Маджада Дж., Аранда И., Йонсен О. (2012). «Дегидрины в морской сосне (Pinus pinaster) и их экспрессия, связанная с реакцией на засуху» (PDF). Генетика деревьев и геномы. 8 (5): 957–73. Дои:10.1007 / s11295-012-0476-9. S2CID 14492746.
  11. ^ Боровский Г, Ступникова И, Антипина А, Владимирова С, Войников В (2002). «Накопление дегидриноподобных белков в митохондриях зерновых в ответ на холод, замораживание, засуху и лечение АБК». BMC Биология растений. 2 (5): 5. Дои:10.1186/1471-2229-2-5. ЧВК 116594. PMID 12057012.
  12. ^ Рюрек М (2010). «Разнообразное накопление нескольких дегидриноподобных белков в митохондриях цветной капусты (Brassica oleracea var. Botrytis), Arabidopsis thaliana и желтого люпина (Lupinus luteus) в условиях холодового и теплового стресса». BMC Биология растений. 10 (181): 309–16. Дои:10.1186/1471-2229-10-181. ЧВК 3095311. PMID 20718974.
  13. ^ Боровский Г, Ступникова И, Антипина А, Владимирова С, Войников В (2002). «Накопление дегидриноподобных белков в митохондриях злаков в ответ на холод, замораживание, засуху и лечение АБК». BMC Биология растений. 2 (5): 5. Дои:10.1186/1471-2229-2-5. ЧВК 116594. PMID 12057012.
  14. ^ Дрира М (2016). «Сравнение полноразмерных и консервативных сегментов дегидрина пшеницы DHN-5, сверхэкспрессируемого в Arabidopsis thaliana, показало разные ответы на абиотический и биотический стресс». Функциональная биология растений. 43 (11): 1048–1060. Дои:10.1071 / FP16134. PMID 32480525.

внешняя ссылка