擬南芥一氧化氮合成相關(guān)蛋白(AtNOA1)的生物學(xué)功能研究.pdf

1、一氧化氮(nitric oxide，NO)作為一種重要的信號(hào)分子不僅調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，而且也參與植物對(duì)各種生物或非生物脅迫的反應(yīng)。在動(dòng)物體內(nèi)，NO的主要來源是其體內(nèi)的不同類型的一氧化氮合酶(NOS)催化精氨酸形成的，雖然已經(jīng)證明NO在各種生理過程中起著重要的作用，但到目前為止還沒有在植物體內(nèi)檢測(cè)到一個(gè)真正意義上的NOS。
　　AtNOS1是植物體內(nèi)最初鑒定具有一氧化氮合酶活性的蛋白，但最近的研究表明，AtNOS1不能結(jié)合并催化A

2、rginine，形成NO，也就是說，AtNOS1不是一個(gè)NOS，但由于AtNOS1與植物體內(nèi)的NO的形成有關(guān)，又把它重新命名為NO相關(guān)蛋白(NO-associated protein 1，AtNOA1)。根據(jù)AtNOA1的序列，我們進(jìn)行PSI-BLAST分析，在擬南芥、酵母和細(xì)菌中都發(fā)現(xiàn)該蛋白的類似物，這些類似物都屬于cGTPase家族的蛋白。在AtNOA1的N-末端有一個(gè)定位于葉綠體的信號(hào)肽序列，AtNOA1的176-350氨基酸殘基

3、之間，包含有一個(gè)GTP結(jié)合結(jié)構(gòu)域，在AtNOA1的N-末端有一個(gè)類似分子伴侶CIpX的zinc-binding結(jié)構(gòu)域，AtNOA1及其類似物在C-末端有一個(gè)類似的結(jié)構(gòu)域(C-terminal domain，CTD)，但該結(jié)構(gòu)域的功能還不清楚。AtNOA1不是一個(gè)AtNOS1，而是一個(gè)定位在葉綠體中cGTPase酶。
　　通過酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)，我們證明AtNOA1能與擬南芥中的位于葉綠體、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Hsp90發(fā)生互作，與結(jié)構(gòu)預(yù)

4、測(cè)AtNOA1有一個(gè)分子伴侶功能結(jié)構(gòu)域相一致;Atnoa1突變體提高對(duì)熱脅迫的敏感性，WT和Atnoa1突變體在38℃經(jīng)過熱誘導(dǎo)后，然后在45℃熱脅迫處理，二者都能正常生長，但直接用45℃熱脅迫處理，嚴(yán)重影響Atnoa1突變生長發(fā)育，表明AtNOA1功能缺失不影響擬南芥的熱誘導(dǎo)性抗性的獲得，而是影響擬南芥本身的抗熱性;熱脅迫使Atnoa1突變體比WT積累更多的H2O2;一定濃度的H2O2能抑制Atnoa1突變體和WT根的伸長，但對(duì)Atn

5、oa1突變體根的生長影響更為顯著;AtNOA1功能缺失影響擬南芥體內(nèi)葉綠體的發(fā)育以及葉綠素的含量;Arginine能部分恢復(fù)Atnoa1突變體表型，表明AtNOA1雖然不是一個(gè)NOS，但可能間接調(diào)節(jié)擬南芥體內(nèi)Arginine的代謝過程。
　　我們以擬南芥氣孔為模式材料，研究NO、H2O2、ABA和外源高Ca2+對(duì)野生型擬南芥、NO合成相關(guān)突變體（nox1和noa1）、外源Ca2+誘導(dǎo)胞內(nèi)Ca2+升高突變體（CASas）、ABA不敏