LEA蛋白研究进展.pdf

综 述 与 专 论 生物技 术通报 BI OT EcHNoL oGY BULL ET I N 2 0 0 9年 第 9期 L E A蛋 白研 究 进 展 白永琴杨青川 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 北京 1 0 0 1 9 3 摘 要 L E A蛋 白 1 a t e e m b r i o g e n e s i s a b u n d a n t p r o t e i n L E A 是 生 物体 中广泛存在 的一类 与渗透 调节有 关的 家族 蛋 白 该蛋 白的编码基 因在植物种子胚胎发 育晚期表 达量丰富 而且在环境胁 迫如 干旱 低温 盐胁迫 A B A 紫外辐射 和 N a H C O 等 条件 下 L E A基 因的 m R N A也会大量 累积 雎 蛋 白显著 的理化特性 是具有 很 高的亲水性 和热稳 定性 即使在 煮 沸条 件下也 能保持水溶状 态 L E A蛋 白在 细胞 中可以稳 定细胞膜结构 作 为分子伴侣 具有 结合 离子 和防止氧化 等作 用 被 认为是 在胁 迫过程 中对植物起保护作用的物质之一 针对这 些重要特性 分别 综述 了 L E A蛋 白的分类 结构 编码基 因和表 达调 节方式 及其在植物生长过程 中的作用 关键词 L E A蛋 白 基 因表 达和调节逆境胁迫 S t u d y o f La t e Em b r i o g e n e s i s Ab u n d a n t Pr o t e i n B a i Y o n g q i n Y a n g Q i n g c h u a n I n s t i t u t e A n i ma l S c i e n c e C A A S B e n g 1 0 0 1 9 3 A b s t r a c t L a t e e mb r y o g e n e s i s a b u n d a n t p r o t e i n L E A a r e a s u i t e o f i m p o r t a n t f a mi l y p r o t e i n s f o u n d i n o r g a n i s ms w h i c h a r e g e n e r a l l y i n v o l v e d i n o s mo r e g u l a t i o n Th e s e g e n e s e n c o d i ng p r o t e i n s a r e e x p r e s s e d a b un d a nt l y a t t h e l a t e s t a g e e mb r y o n i c d e v e l o pme nt o f p l a n t s e e d s o r s u b j e e t e d t o e n v i r o n me n t a l s t r e s s s u c h a s d r o u g h t l o w t e mp e r a t u r e s a l t s t r e s s AB A u l t r a v i o l e t r a d i a t i o n a n d s a l i n e al k a l i z a t i o n s t r e s s S i g ni fic a n t p h y s i c a l a n d c he mi ca l p r o p e r t i e s o f LEA p r o t e i n f e a t u r e h i g h h y dr o ph i l i c a n d t h e r ma l s t a b i l i t y e v e n u n de r c o n d i t i o n o f b o i l i n g wa t e r t h e y c a n ma i nt a i n wa t e r s o l u bl e s t a t e LEA pr o t e i ns e a R s t a b i l i z e t h e ce l l me mbr a ne s t r uc t u r e a n d a s mo l e c u l a r c ha p e r o ne s c a rl c o mbi n e i o ns a nd pr e v en t o x i d a t i o n Th e c l a s s i fic a t i o n a nd s t r uc t u r e o f LEA p r o t e i n e n c o di n g g e n e s t he i r e x p r e s s i o n a nd r e g u l a t i o n a n d t h e i r r o l e s i n d i f f e r e n t p h ys i o l og i c a l p r o c e s s e s we r e s u mma r i z e d i n t h i s p a p e r Ke y wor d s La t e e mb r i o g e n e s i s a b u nd a n t p r o t e i n Ge ne e x pr e s s i o n a nd r e g u l a t i o n En v i r o nme n t al s t r e s s 晚期胚胎发生丰富蛋白 L E A 是生物体中广泛 存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白 研究发现 在植物 胚 胎 发 育 晚期 L E A 蛋 白表 达 量 十 分 丰 富 在成熟的棉花胚细胞中 D 7 L E A蛋 白占非细胞器胞 质蛋 白质 的 4 约 0 3 4 mM 而且在环境胁迫 如干旱 低温 盐胁迫 A B A 紫外辐射和 N a H C O 等 条 件下 L E A蛋 白 mR N A也会 大量 累 积 被认 为 是在胁迫 过程 中对 植物起 保护 作 用 的物 质之 一 L E A蛋白在细胞中分布广泛 起 稳定细胞 膜 分子 屏障 离子结合和防止氧化等作用 这些保护作 用对于植物在极端压力条件下存活是必需的 l L E A 蛋 白概 述 1 1 L E A蛋 白的分 类和特 点 1 9 8 1 年 D u r e等 在胚胎发育后期 的棉 花子 叶 中首先发现了 L E A蛋白的存在 后来 在包括大麦 小麦 水稻 玉米 葡萄种子和大豆在内的 2 0种高等 植物 中也发现 了 L E A蛋 白 由于 基因序列的多 样性 除了在高等植物体内 在线虫 苔藓 中也发 现了 L E A蛋白的存在 使得 L E A蛋 白的分类从发现 以来一直是充满分歧 最早 根据它们普遍存在的特 殊氨基酸序列 L E A蛋白被分为 3组 第 1 组 L E A 蛋 白具有多拷贝串连的 2 0个亲水氨基酸序列 该序 收稿 日期 2 0 0 9 0 4 1 4 基金项 目 国家科技 十一五 支撑计划 国家 现代农 业产业 技术体 系建设 专项 资金资助 中部 温带地 区优质 高产 抗 逆新 品种选 育的产业 化 示范 作者简介 白永琴 1 9 8 5 一 女 在读硕士研究 生 从事牧 草生物技术研究 E m a i l b a i y o n g q 一 0 3 1 6 3 c o rn 通讯作者 杨青川 E m a i l q c h y a n g 6 6 y a h o o C O II I e l l T e l 0 1 0 6 2 8 1 5 9 9 6 2 生物 技 术 通报 Bi o t e c h n o l o g y Bu l l e t i n 2 0 0 9年第 9期 列富含高比例的带电荷氨基酸和甘氨酸 第 2组 L E A蛋 白也称为脱 水素 其 一级结 构特 征 在 C 一 末端 或附近具有富含赖氨酸基元序列 也称 K 片段 在高 等和低等植物中高度保守 大约有 1 5个氨基酸残基 E K K G I M D K I K E K L P G 组成 它的主要功 能是作 为 分子伴 侣 第 3组 L E A蛋 白通 常含有 多拷 贝 的 1 1 个 氨 基 酸 组 成 的 基 元 序 列 T A Q A A K E K A G E D u r e等 在 1 9 9 3年提出了根据棉花种子的原型进 行 L E A蛋白的命名方法 例如 D 1 9 第 1 组 D 一 1 1 第 2组 D 一 7第 3组 但是 后来研究者们 都直接 用第 l 组 第 2组 第 3组 尽管大多数 L E A蛋 白被分为 3 大类之中 但是还有报道根据序列的相似性和特征序 列分出了更小组别 第 4组 D 1 1 3 第 5组 D 2 9 和第 6组 D 一 3 4 以及 L e a 5 D 7 3 和 L e a l 4 D 9 5 1 5 Wi s e 1 6 1 利用生物信息学 P O P P 技术分析 定义了 L E A蛋白的超家族 S F s 而每个主要组是由 一 个或多个亚组 S F s 组成 比如第2组 L E A蛋白又可 以分为 2 a 和 2 b 第 1 组 和第 3组 L E A蛋 白也可 以进行亚组分类 但是它们的功能和结构特征与已知 L E A蛋 白的关联 性不大 L E A蛋 白相对分子质量 大小各异 例如 阔叶 香蒲 T y p h a l a t if o l i a 的第 3组 L E A蛋 白是 8 k D 而 线 虫 C e l e g a n s 中的 编码 C e 1 e a 1的第 3组 L E A 蛋 白是 7 7 k D 而且它们的等电点也不相同 其显 著的理化特性是具有很高的亲水性和热稳定性 即 使 在煮沸 条 件 下 也 能保 持 水 溶 状 态 L E A蛋 白 的高度亲水性有利 于 L E A蛋 白在植物受 到干旱失 水 时把 足够 的水分 捕 获 到 细胞 内 从 而 保 护 细胞 免 受水分胁迫的伤害 通 过凝 胶法 和斑点 杂交法 的限制性 片段多 态性 证明陆地棉 G h i r s u t u m E A基 因是单 拷贝 插 入外 源基 因 的 拷 贝数 低 1或 2个 能 较 好 的表 达 插 入 的拷 贝数 多 则 会 导致 表 达 的不 稳 定 甚 至基 因沉默现象 因此 外源 E A基 因可以较好 的在转 基 因植 物 中表达 1 2 L E A 蛋 白 的 结 构 1 9 8 5年 Mc C u b b i n等最 早研 究 了小 麦 T r i t i c u m a e s t i v u m 第 1组 L E A蛋 白基因 E m的结构特征 发 现该 蛋 白的结构 比一般 的球 蛋 白更 疏 松 易 变 且 处 于无规则结构状态 例如 仅 螺旋 B 折叠或者 自由 卷曲等结构 他们认为这种结构的形成是由于该氨 基 酸组成 中富含 甘氨 酸 谷 氨 酸和 谷 氨 酰胺 残 基 等 亲水 基 团造 成 的 这 些 是最 早 发 现 的 L E A 蛋 白的 典型特征 菜豆 P i s u m s a t i v u m 中的第 一组 L E A 蛋 白P 1 1只有 2 折叠成 仅 一 螺旋 使得该蛋白在 8 0 C水浴 中也能处 于溶解状 态 从 而有利 于脱水应 激 同样 也 有 报 道 胡 萝 卜 D a u c u s c a r o t a 中 的 L E A蛋 白 E MB 一 1 没 有 二级 结 构 和三 级 结 构 截形苜蓿 Me d i c a g o t r u n c u l a t a 中的第 1组 L E A蛋 白 Mt E m 6的 5 0 没 有 蛋 白结 构 尽 管 有 3 7 o 一 螺 旋和 1 0 是 8 折叠 第 2组 L E A蛋 白也有相似 的结 构 特 征 比 如 在 玉 米 Z e a m a y s 复 活 植 物 C r a t e r o s t i g ma p l a n t a g i n e u m 柑 橘 C i t r u s 和拟南 芥 A r a b i d o p s i s 中具有非常显著的非折叠结构 研 究表 明该 组蛋 白 比球 蛋 白能结 合 更多 的水 分 第 3组 L E A蛋 白也是同样 如线虫 A p h e l e n c h u s a v e n a e 和 大豆 s o y b e a n 有很 多 学 者认 为 第 3 组 L E A蛋白的结构是 螺旋的 其实不然 它们主 要由球蛋 白组成 在亲水力的作用下它们围绕亲 水核进行折叠 在结合 了分子伴侣或者离子时也 会进行 非 天然折 叠 环 境条 件 的 改 变也 可 以改 变它们的折叠情况 阔叶香蒲 T y p h a l a t if o l i a 中的 第 3组 L E A蛋 白 8 k D 在快速干旱条件下形成高 度 仅 螺旋 同样 线虫 的第 3组 L E A蛋 白 A a v L E A 1 副和豌豆线粒体的 L E A M 在干旱状态下都 形成 了高级结构 1 3 L EA 蛋 白 的 亚 细 胞 定 位 通过计算 机 软件 T MH MM v 2 3 预测 和 试验 研 究 证明了 L E A蛋 白不是跨膜蛋白 而是定位在包括 叶绿素 线粒体 细胞核和细胞质等亚细胞中 表 1 研究报道 N 末端 的信号肽证 明了 3组蛋 白的两 个密切联 系的蛋 白定位 在内质 网膜 E R 上 当信号 肽被清除后该蛋 白的含量也就急剧下降了 其他一 些信号也可以控制蛋 白定位在线粒体和质粒中 例 如 玉米中的第 2组 L E A蛋 白 D H N 1 R a b l 7的定位 取决于该蛋白的丝氨酸是否磷酸化 当去磷酸化后该 蛋白就可以在细胞质之中定位 应用生物信息学 的方法预测 了一 些 L E A蛋 白的定位 表 2 认 为第 1 组 L E A蛋 白是定位于细胞核中 而线虫 中的第 3组 L E A蛋白均匀的分布在细胞质中 引 2 0 0 9年第 9期 白永琴等 L E A蛋 白研究进 展 3 注 C l p 叶绿体 P e r 过氧化物酶 N u c 细胞核 c y t 细胞质 Mi t 线粒体 Me m 质膜 E R 内质 网膜 P S V 蛋 白质存储液泡 Va c 液泡 总之 大 量 试 验 表 明 几 组 主要 L E A蛋 白在 胁 迫细胞中广泛存在 证 明他们是在细胞 间隙缺水时 起作 用 的 2 L E A蛋 白编码基 因的表达调控 2 1 基 因表 达和 调 节 L E A蛋白的表达是一个广泛存在的保护机制 它不仅在植物中表达而且在线虫 中也表达 在 微生物中也发现了 L E A蛋 白的存在 L E A蛋 白 表达受发育阶段控制 一般伴随着种子或胚胎的成 熟而形成 在种子萌发时很快消失 这是 L E A蛋 白 在种 子发 育 过 程 中呈 现 的 特 定 表 达 模式 除此 之 外 许多营养组织可 以在 A B A 高渗透 水分胁迫和 低温胁迫诱导下转录 E A基 因 而且无组织 特异 性 既能在种子的子叶 胚轴 中表达 也可在根 茎和 叶 中表达 三 E A基因的表达是通过以下 4种途径 1 A B A 依赖型 其 表达依赖 于植 物 内源 A B A积 累或 外源 A B A A B A的生理效应是通过基 因表达完成的 植 物遭受干旱胁迫时 内源 A B A水平增加 在被子植 物毛茛 A t h a l i a n a A n g i o s p e r m 中 高渗透胁迫 比如 4 生物 技 术通报 Bi o t e c h n o l o g y Bu l l e t i n 2 0 0 9年 第 9期 高盐 干旱 等诱 导 A B A的积累从 而提高抗性 2 A B A诱导型 干旱能导致 植物体 内一些 内源激 素的变化 继而产生激素反应基因 多数干旱诱导基 因是由 A B A诱导的 如拟南芥干旱诱导基因 R 0 2 2 的诱导受 A B A调节 在严重干旱胁迫下 从拟南芥 中鉴定 了两个 D N A元 件 类一 MY C和 类 M Y B元件 它 们与 A B A 诱 导 基 因 的 表 达 调 控 相 关 3 A B A非应答型 冷胁迫 直接调节 基因表达 对其启 动子进行分析 结果发现 r d 2 9 A基因的启动子除了 含有 A B A应答元件 A B R E外 还存在一个与干旱 高盐及低温胁迫有关 的 D R E d e h y d r a t i o n r e s p o n s i v e e l e me n t 顺 式作 用 元件 T A C C G A C A T 虽 然 r 2 9 A基因的表达也 受外源 A B A诱导 但 去掉启动 子 区域 中 的 A B R E元 件 保 留 D R E元 件 同样 也 能 使 r d 2 9 A基因在干旱 高盐及低温胁迫条件下被快 速诱 导 表达 表 明 r d 2 9 A基 因在上述 胁 迫条 件下 的 快 速 表达不 依赖 于细胞 内 A B A的作用 而是 通 过另 外 一个 非 A B A应答 型来 调 节 表 达 4 乙烯 诱 导型 番茄 中 编码 L E A蛋 白基 因 E R 5 该 基 因是 乙 烯应答基因 在没有使用 乙烯 抑制剂 1 MC P前 在 根和叶子中都有表达 但 在喷施过后只在叶片中表 达 证 明该 基 因 的表达 是 可 以 由乙烯 调 节 的 这是 乙烯 介导 表达 L E A蛋 白家 族基 因 的首 例 对 基 因 的调 控 表 达 信 息 重 要 来 源 于 单 子 叶植物 比如大麦 小麦 水稻 玉米 但是对 于双子 叶植物来说又不太一样 因为双子 叶植物中的储存 蛋 白 经 常 会 集 中 在 胚 乳 胚 胎 子 叶 和 胚 胎 轴 中 表 达 2 2 L E A蛋 白编码基 因的启动 子研 究 玉 米 中发现一 个 由 A B A信 号 传 导 的顺 式 作 用 元 件 S p h C G T C C A T G C A T 在 干 旱 诱 导 基 因 的启 动 子上发现了 MY C和 M Y B转录因子 的结合位点 另 外 一类 与干 旱有 关 的转 录 因子 是 锌 指 蛋 白 车 前草 C p l a n t a g i n e u m 中 A B A介导的 L E A基 因表 达是通过 S A P锌指转录因子 R 1 8调节 的 它可以结 合启动子上包括 2个 A G C C C元件和 4个 A C G T基 序区域 2 9 b p 干旱应答 元件 D R E 保 守序 T A C C G AC A T参与 了非 A B A依赖 型的干旱 和冷害 应答基因转录调节 比如 r d 2 9 A 母草属植物 L b r e v i d e n s 中分 离 的 删基 因 C D e T 2 7 4 5 该基因启动子全长 1 0 4 9 b p 其中 1 9 7 4 b p是启 动 区域 9 7 5 1 0 4 9 b p是 5 非 翻译 区 该启动子中含有 A B A应答元件 A C G T G重复序列 和干旱应答转录因子 R 1 8 S A P的结合区域 A G C C C 序列 通 过构建 L b 2 7 4 5 p r o G F P表 达载体 发现该 基 因在母草属植物脱水叶片的保卫细胞和成熟种子的 胚胎 中大量的表达 在外源 A B A的诱 导下 该基因 在幼 苗 的表皮细 胞 中大 量 表 达 因此该 启 动子 主 要 与干 旱 和 A B A诱导 有关 玄参科植 物 C r a t e r o s t i g ma p l a n t a g i n e u m 中的 第 4组 L E A蛋 白 C p C 2 它 的启动 子区 C P R 包含 2 个 A B A应答 区域 A B R E 和一 个转 录结 合位 点 HD Z I P 利 用酵母单杂交分离 了 C P R的结合蛋 白 其 中有 1个 C p b Z I P 1转 录 因 子 和 3个 组 氨 酸蛋 白 C p b Z I P 1属 于 b Z I P 亮 氨 酸 拉 链 的基 础 区域 的 s 组 其中有两个是组氨酸修饰的组成性表达的 它有 起 调节 作用 的 5 非 翻译 区 L E A蛋 白 C D e T 1 1 2 4 第 2组 L E A 蛋 白 C D e T 6 1 9和 C p E d i 9 的启动子都已经有所研究 3 L E A蛋 白的功能 3 1 转基 因研 究 大量研究证 明外源 雎 基因被转入植物或者 微生物体内 而且在一定程度上提高了转基因植株 的抗 性 利用农 杆菌介 导法 把从 小麦 中克隆 出来 的 L E A蛋 白基 因 T a L E A 3成功转入 中华羊草 L e y mu s c h i n e n s i s 中 发现 提 高 了 它 的抗 旱 性 这是 第 一 例报道 L E A基 因在羊草中的超表达 为草坪草的发 展做基础 利用 同样的方法把从甘蓝 型油菜 B r a s s i c a n a p t s 中 克 隆 出来 的 L E A基 因 M E l e a N 4成功 转到生菜 L a c t u c a s a t i v a L 中 在水分胁迫和盐胁 迫下都表现出比野生型生菜更强的抗性 在 1 0 0 m M N a C I 的条件下栽培 1 0 d后 平均根长和鲜重是 2 8 e m 和 2 5 g每 株 而 野 生 型 的 是 0 2 a m 和 0 3 g 利用超声 和真空渗入相结合 的方法 把从甘 蓝油菜 中克隆出来 的第 3组 L E A基因成 功转入菜 豆 P h a s e o l u s 0 L 中 在 干 旱 和 盐 胁 迫 下 它 的生物产量较野生型得到 了提高 L E A蛋白也 可以对原核生物的抗性起作用 大豆 C l y c i n e m a x 中的第 3组 L E A蛋白基因 P M2在大肠杆菌 中表达 后 抗盐性可提高 0 5 M N a C 1 马铃薯 S o l a n u m 2 0 0 9年 第 9期 白永琴 等 L E A蛋 白研究进 展 5 s o g a r a n d i n u m 的第 2组 L E A蛋 白 D H N 2 4转入 黄 瓜 C u c u m i s s a t i v u s 后 发 现提高 了 它 的抗 寒性 但 是 把 从 复 活 植 物 C r a t e r o s t i g ma p l a n t a g i n e u m 中 的 2个脱水素和一个第 3组 L E A蛋 白基 因转入 烟 草 以后 它们 的抗 旱性 并没 有提 高 3 2参 与蛋 白稳 定和 分子保 护 许多 试验 证 明 L E A 蛋 白可 以保 护 乳 酸 脱 氢 酶 降解从而免受 冻害的伤害 保护苹果 酸脱 氢酶 延胡索酸酶和柠檬酸合成 酶等免受干旱脱水 的伤 害 Wi s e 1 6 3 通 过 P O P P软 件 预 测 认 为 L E A 蛋 白可 以作 为 亲水 特 异性 分 子 伴 侣 通 过 减少 脱 水 敏 感蛋白的积累从而避免脱水伤害 而试验研究发 现 L E A蛋白可以作为分子屏障 非结构状态的亲水蛋 白在拥挤 的脱水细胞质 中可以起 到体积隔离作用 从 而减少 蛋 白的 积 累 因此 在 水 分胁 迫 下 分 子 屏 障是许多生物体中非常重要的保护机制 分子屏 障 与其 他蛋 白表 面 的相互作 用 形成立 体 的稳定 结 构 最后 L E A蛋 白起到 空 间填充 作用 从 而 防 止脱 水 细 胞的互相重叠 减小细胞的伤害 B a k e r 等报道 缺水条件下 D1 3和 D1 1 L E A蛋 白能 溶解 在细胞质的结构中 它们 的结构 中未卷 曲部分能形成适应其它结构的形状 此结 构与水产 生的结合力比蔗糖形成的稳 定性更强 至少在 晶体 保 护上 比蔗糖 好 也有 报道 称 L E A蛋 白通过 提 高糖的玻璃化转变温度 T g 来稳定 细胞膜 同 样第 3组 L E A蛋白在于旱胁迫时可以形成细丝 增 加 了细 胞质 的 拉 伸力 从 而 提 高 了细胞 的稳 定 性 从拟南芥中分离出的 K i n l 基 因 富含有丙氨 酸 阻止冰晶体的形成 增加可塑性 从而减少了细 胞 的伤 害 3 3 参 与 离子结合 和抗 氧化 作用 脱水会引起 细胞 内组成物质浓度上升 包括离 子浓度 从而损坏大分子物质 的结构和功能 L E A 蛋 白含 有很 多带 电 氨基 酸 具 有 吸 附 离 子 的 作 用 芹菜 A p i u m g r a v e o l e n s 中与脱 水素相关 的 L E A蛋 白被磷酸化后 可以结合 c a 并定位在液泡 中 在苗期受到水分胁迫时表达量上升 6 6 3 3个第 2 b组的酸性 L E A蛋 白 E R D 1 0 C O R 4 7和 E R D 1 4 依 赖磷酸化的 C a 结合蛋白 它们的磷酸化位点在丝 氨酸末端 在蛋 白 X e r o 2中因其没有连续的多个丝 氨酸而不能被磷酸化 所以不能结合 c a 第 2组 L E A蛋 白也可 以结合金属离子 但是它 与 c a 结合机理不同 利用二价金属离子与蛋 白 的亲 和力 可 以作 为 纯 化 L E A 蛋 白的 方 法 利 用 这 种方法从蓖麻 R i c i n u s c o m m u n i s 中分离 了第 2组 L E A 蛋 白 它 们 之 间 的 亲 和 力 大 小 由 大 到 小 是 Fe Cu Zn Mn 和 F e 小 研 究 表 明 这 种 结合与组氨酸的存在有关 3 4 参与细胞膜连接 折叠和稳定作用 研究证 明 L E A蛋 白可 以连 接 和稳定 细胞 膜 第 2组 酸性 L E A蛋 白 C 0 4 1 0 一 WH E A T WC O R 4 1 0 在 遇到冷害时在原生质膜上大量积累 在冻害时植物组 织中也大量积累 而且 它们一般都定位于膜区 豌 豆线粒体中的第 3组 L E A蛋 白 L E A M在遇到干旱和 高温时 可 以 阻止 S U V s的 融合 而起 到 连 接作 用 L E A M蛋 白在干旱 时保护线 粒体 内膜 并填 充 了很多 无蛋 白区域 因此认 为 它可 以影 响氧 化磷 酸 化 根 据 L E A蛋白的亲水性 它可以作为水合缓冲液 在遇到 干旱 时 L E A蛋 白的结构 由在水 分充 足 时 的 自由卷 曲 变为脱水状态的 P P I I 螺旋从而降低失水速率 减 少植物组织的伤害 4前景展望 L E A蛋 自在 生 物 体 中 可 以 行 使 多 重 功 能 例 如 水分缓冲液 分子屏障 酶保护剂 金属离子结合 作用 抗氧化性和膜连接作用等 通过体外试验或 软件预测蛋 白结构得到的单个 L E A蛋 白的功能 对 多种 L E A蛋 白的体 内试验和蛋 白之间的相互作用 具有非常重要 的意义 许多研究已经报道 L E A蛋 白可 以在 多种 胁 迫 如 干旱 低 温 盐 胁 迫 A B A 紫 外辐射和 N a H C O 等条件下大量积累从而提高了植 物的抗性 因此对未知 L E A基因的克隆和表达鉴定 也 是非 常必 要 的 参 考 文 献 B j O r n V We l i n A k e O l s o n P l a n t Mo l e c u l a r B i o l o g y 1 9 9 4 2 6 1 31 1 4 4 2 S u n d e r l f k o v 6 V W i l h e l m E P r o t o p l a s ma 2 0 0 2 2 2 0 9 7 1 0 3 3 Wa n g B F Wa n g YC J o u r n a l o f F o r e s t r y R e s e a r c h 2 0 0 8 1 9 1 5 8 6 2 4 T u n n a c l i ffe A Mi c h a e l J Na t u r wi s s e n s e h a f t e n 2 0 0 7 9 4 7 91 8 1 2 5 B a k e r J S t e e l e C Du r e L P l a n t Mo l Bi o l 1 9 8 8 1 1 2 7 7 2 91 6 生物技 术通报 Bi o t e c h n o l o g y Bu l l e t i n 2 0 0 9年 第 9期 6 D u r e L S Ch l a n CA P l a n t P h y s i c a l 1 9 8 1 6 8 1 8 0 7 T u n n a c l i f f eA L a p i n s k i J Mc Ge e B Hy d r o b i o l o g i a 2 0 0 5 5 4 6 3 1 5 3 2 1 8 Mi n a mi A Na g a o M I k e g a mi K P l a n t a 2 0 0 5 2 2 0 4 1 4 4 2 3 9 D u r e L I I l T h e L EA P r o t e i n s o f Hi g h e r P l a n t s I n Ve r ma DPS e d C o n t r o l o f Pl a n t Ge n e Ex p r e s s i o n Bo c a Ra t o n CRC P r e s s 1 9 9 2 3 2 5 3 3 5 1 0 Du r e L I I I Cr o u c h M Ha r a d a J e t a 1 P l a n t Mo l Bi o l 1 9 8 9 1 2 4 7 5 4 8 6 1 1 Br a y E A Al t e r a t io n s i n G e n e E x p r e s s i o n i n Re s p o n s e t o W a t e r D e f i c i t I n B a s r a A S c a S t r e s s i n d u c e d G e n e E x p r e s s i o n i n P l a n t s Ne wa r k Ha r wo o d Ac a d e mi c 1 9 9 4 1 2 3 1 2 Cl o s e TJ Ko r t t AA C h a nd l e r P M Pl a n t M o l Bi o l 1 9 8 9 1 3 95 1 0 8 1 3 Du r e L I I I S t r u c t u r a l Mo t i f s i n Le a P r o t e i n s I n Cl o s e T J B r a y EA e d s P l a n t Re s p o n s e s t o Ce l l u l a r De h y d r a t i o n Du rin g En v i ron me n t a l S t r e s s Ro c k v i l l e T h e Ame ric a n S o c i e ty o f Pl a n t Ph y s i o l o g i s t s 1 9 9 3 91 1 0 3 1 4 Br a y EA P l a n t P h y s i o l 1 9 9 3 1 0 3 1 0 3 5 1 0 4 0 1 5 Ga l a u GA Wa n g HY C Hu g h e s DW P l a n t P h y s i o l 1 9 9 3 1 01 6 9 5 6 9 6 1 6 Wi s e MJ BMC Bi o i n f o r ma t i c s 2 0 0 3 4 5 2 1 7 W i s e MJ Tu n n a c l i ff e A Tr e n d s P l a n t S c i 2 0 0 4 9 1 3 1 7 1 8 D e s p r e z T A m s e l e m J C a b o c h eM e t a 1 P l a n t J 1 9 9 8 1 4 5 6 4 3 6 5 2 1 9 I n g e r a m J Ba r r e l s D An n u Re v P l a n t P h y s i o l Pla n t Mo l Bi o l 1 9 9 6 4 7 3 7 7 4 0 3 2 0 Gl e n n AG Ha n k W Mo l Ge n Ge n e t 1 9 8 8 2 1 l 3 0 5 3 1 4 21 Ru s s o u w PS F a r r a n t J Br a n d t W e t a 1 S e e d S c i Re s 1 9 9 5 5 l 3 7 1 4 4 2 2 Ru s s o u w P S Fa r r a n t J Br a n d t W e t a 1 S e e d S c i Re s 1 9 9 7 7 1 1 7 l 2 3 2 3 E o m J B a k e r W R Ki n t a n a r A e t a 1 Pl a n t S c i 1 9 9 6 1 1 5 1 7 2 4 2 4 Bo u d e t J Bu i t i n k J Ho e k s t r a F A e t a 1 P l a n t P h y s i o l 2 0 0 6 1 4 0 1 41 8 1 4 3 6 2 5 B o k o r M C s i z m6 k V Ko v r c s D e t a 1 B i o p h y s J 2 0 0 5 8 8 2 0 3 0 2 0 3 7 2 6 Mo u i l l o n J M Gu s t a f s s o n P Ha r r y s o n P P l a n t P h y s i o l 2 0 0 6 1 41 6 3 8 6 5 0 2 7 Go y a l K T i s i L B a s r a n A e t a 1 J Bi o l C h e m 2 0 0 3 2 7 8 1 2 9 7 7 一 l 2 9 8 4 2 8 S h i h M D L i n S C Hs i e h J S Ts o u C H e t a 1 Pl a n t Mo l Bi o l 2 0 0 4 5 6 6 8 9 7 0 3 2 9 Ge mt e i n M F o l d De s 1 9 9 8 3 4 9 7 5 1 2 3 0 S c h e e f E D F i n k J L F u n d a me n t a l s o f P r o t e i n S t r u c t u r e I n B o u me P E W e i s s i g H e d s S t ru c t u r a l Bi o i n f o r ma t i c s Ho b o k e n W i l e y L i s s 2 0 0 3 1 5 3 9 3l Uv e r s k y VN Gi l l e s p i e J R Fi n k AL P r o t e i n s 2 0 0 0 4 1 41 5 4 2 7 3 2 W o l k e r s W F Mc Cr e a d y S B r a n d t WF c t a 1 B i o c h i m Bi o p h y s Ac t a 2 0 01 1 5 4 4 1 9 6 2 0 6 3 3 Go y a l K T i s i L Ba s r a n A e t a 1 J B i o l Ch e m 2 0 0 3 2 7 8 1 2 9 7 7 1 2 9 8 4 3 4 T o l le t e r D J a q u i n o d M Ma n g a v e l C e t a 1 P l a n t C e l l i n p r e s s 2 o o 7 3 5 K rog h A L a r s s o n B V o n H e ij n e G e t a 1 J Mo l B i o l 2 0 0 1 3 0 5 5 6 7 5 8 0 3 6 U k a j i N K u w a b a r a C T a k e z a w a D e t a 1 P l a n t P h y s i o 2 0 0 1 1 2 6 l 5 8 8 1 5 9 7 3 7 J e n s e n AB Go d a y A F i g u e r a s M e t a 1 P l a n t J 1 9 9 8 1 3 6 9 1 6 9 7 3 8 N a i r R R o s t B N u c l e i c A c i d s R e s 3 2 D a t a b a s e i s s u e 2 0 0 4 5 1 7 5 21 3 9 B r o wn e J T u n n a c l if f e A Bu r n e l l A Na t u r e 2 0 0 2 4 1 6 3 8 4 0 Du r e L P r o t e i n Pe p t L e t t 2 0 0 1 8 1 1 5 1 2 2 41 Mi n a mi A Na g a o M P l a n t a 2 0 0 5 2 2 0 41 4 4 2 3 4 2 Z e g z o u t i H J o n e s B Pl a n t Mo l e c u l a r Bi o l o g y 1 9 9 7 3 5 8 4 7 8 5 4 4 3 Ab e H Ya ma g u c h i s h i n o z a ki K Ur a o T e t a 1 P l a n t Ce ll 1 9 9 7 9 1 8 5 8 1 8 6 8 4 4 Ma r c o t te WR R u s s e l S H Q u a t r a n o R S P l a n t C e l l 1 9 8 9 1 9 6 9 9 7 6 4 5 L o p e s MA L ark i n s B P l a n t C e l l 1 9 9 3 5 1 3 3 8 1 3 9 9 4 6 K a o C Y C o c c i o l o n e S M Va s L 1 T K e t a 1 P l a n t C e l l 1 9 9 6 8 1 1 7 1 l 1 7 9 4 7 Hi l b r i c h t T S a l a m i n i F B a r r e l s D P l a n t 2 0 0 2 3 1 3 2 9 3 3 0 3 4 8 S e k i M Na r u s a k a