植物冷激蛋白的研究概况

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1、植物冷激蛋白的研究概况摘要：在植物体内合成的特定低温应激蛋白中，多数己经被鉴定。近年来，研究的焦点主要集中在几种特殊类型的冷激蛋白，其中，植物抗冻蛋白保护细胞免受冰晶破坏，分子伴侣和脱水蛋白在冷胁迫期间保护细胞大分子不受损伤，线粒体内解偶联蛋白的氧化和磷酸化过程，可以使植物保持高于o°c—段时间，为随后适应低于o°c的环境做充分的准备。关键词：植物；冷激蛋白；应激蛋白屮图分类号Q946文献标识码A文章编号W07-7731(2016)22-0017-03Abstract：Intheplant,specificlo

2、wtemperaturestressproteinsynthesizedbytheplantmosthavebeenidentified.Inrecentyears,thefocusoftheresearchismainlyconcentratedinsomespecialtypesofcoldshockprotein,suchastheplantantifreezeproteinstoprotectcellsfromicecrystals,molecularchaperoneanddehydrationpro

3、teinstoprotectcellmacromoleculardamagedduringcoldstress，mitochondrialuncouplingproteinoxidationandphosphorylationinprocess,willkeepplantsabove0°Cforaperiodoftime,inordertoadaptthenbelow0°Cenvironment.Keywords：Plant；Coldshockprotein；Stressprotein植物适应低温的过程，是一个

4、多种生化机制共同作用的结果，其中许多机制已经进行了深入的研宄。这些机制包括脂质和磷脂的代谢，不饱和脂肪酸［1］和的糖积累。这些代谢过程阻止植物细胞内的冰致死［2］。所有这些机制都拥有一个共同的特点，就是有多种多样酶蛋白的参与。这些酶包括磷脂酶和脱氢酶参与的脂质代谢［3-4］，蔗糖合成酶参与的细胞内蔗糖的生物合成。植物冷适应特性正式通过改变这些酶的生物合成和活性来实现的，最终，都涉及到这些酶基因表达调控的改变［5-6］。低温胁迫在抑制植物持家基因表达的同时诱导应激蛋白的生物合成［7］。大量的研究表明，冷激蛋白不仅

5、参与了植物细胞防御机制的形成，在植物耐受寒冷胁迫过程中也具有重要作用1抗冻蛋白植物在低温下，特别是在低于0°C的温度下合成的蛋白质具有一个特殊的功能，就是防止细胞内冰晶的形成。虽然低温下植物细胞内阻止冰核生长主要是由于糖类的积累［8］,但在低温胁迫期间合成的特异性蛋白也影响了冰核和冰晶的生长。例如，冬黑麦的叶片合成的一种分泌到液泡和细胞间质屮的蛋白质，就改变了冰晶生长的类型，并降低了细胞质的冰点温度［9］。冬黑麦能够具有这样的耐冻性，主要是由于合成了许多分子量在15〜109kD的蛋白。免疫学分析表明这些蛋白质的

6、定位于叶肉细胞的外细胞壁的表血，木质部导管的次生细胞壁，并在表皮细胞的细胞壁。由于黑麦抗冻蛋白定位在可能的细胞接触位点，其功能是作为一个屏障，防止冰冻影响细胞和抑制结晶的生长。研究发现，冬小麦屮第五号染色体控制了抗冻蛋白的生物合成和其抗寒性的提高［10］,通过SDS-电泳和免疫印迹确定了两个抗冻蛋白，分子量分别为32kD和35kD，它们位于叶肉细胞的细胞壁和木质部导管中。在进过冷适应的叶片中，这些蛋白质定位在粗面内质网，高尔基体，质膜的囊泡［11］。这些研究结果表明抗冻蛋白是通过胞外分泌途径被定位在合适位点的。

7、在植物体内同样也能够发现分子量是25、32和35kD的蛋白，但这些蛋白的与抗冻蛋白的定位是完全不同的，同时这些蛋白质对植物耐受低温胁迫也不起任何作用。2分子伴侣与脱水蛋白植物在低温胁迫期间合成的蛋白质具有另一个重要功能，就是对由细胞脱水诱导损伤大分子的保护。最初，分子伴侣的作用被认为是帮助其它蛋白质形成正确的空间立体?Y构［12］。后来，分子量是60、70和90kD的分子伴侣被发现是热激蛋白［13］，另一些分子伴侣为冷激蛋白。大肠杆菌内的一个分子伴侣表现出丙基异构酶的活性，它与核糖体新生多肽相连接，结合形成CP

8、N60（伴侣蛋60）。与大多数伴侣不同，它是一个热激蛋白，其生物合成受到一个触发因子的影响，在温度从42°C逐渐降低到16°C的过程中，它的表达量反而升高了。研宄表明，这个触发因子是一个冷激蛋白。这一研究结果表明，虽然热激蛋白是在高温下对细胞起保护作用，但是其生物合成受到冷激蛋白的触发［14］。在春小麦和冬小麦中，低温驯化在相当大的程度上影响了脱水蛋白和胚胎发育晚期丰富蛋白质（LEA）