SUMO在种子萌过程中的作用PPT 19张.ppt

SUMO在种子萌过程中作用研究进展 内容提要 什么是SUMO 种子萌发 SUMO与种子萌发 什么是SUMO 一.SUMO的概念 1.一种软件 2.相扑 3. SUMO:small ubiquitin-related modifier 是一种小泛素相关修饰物，参与蛋白质的翻译后修饰，这一修饰过程即称为SUMO化。 具有修饰功能的SUMO，是一类广泛存在于真核生物中的高度保守的蛋白家族。 酵母及无脊椎动物，如果蝇、线虫中只有一个 SUMO 基因。脊椎动物，如人、鼠中有三个成员——SUMO-1 SUMO-2和 SUMO-3。 二.SUMO化过程 蛋白的SUMO 化修饰，即SUMO 的C 端Gly 与靶蛋白Lys 侧链ε-NH2共价连接的过程，与泛素化非常相似，包SUMO 的活化、S U M O 与 E 1 的偶联、SUMO 与E2 的偶联、SUMO 与E3 的偶联。 三.SUMO化作用 SUMO化修饰在加强蛋白质的稳定性、核质转运、DNA的修复和 复制、染色体的有丝分裂、减数分裂等调节细胞活动中发挥重要 作用。 SUMO化是一动态过程，能被SUMO特异性蛋白酶(SENP)所逆转，形成SUMO化与去SUMO化的动态平衡。此平衡一旦被打破，将导致SUMO或者SENP在细胞中的异常表达，进而导致肿瘤的发生。 种子萌发 一.概念 种子萌发是指种子从吸水幵始到胚根突破种皮的过程(Bewley 1997)。 二.过程 种子从开始吸水到胚根突破种皮这个过程可以分为三个阶段： 吸胀阶段、水合及酶活化阶段、细胞分裂和胚根突破种皮阶段。 吸胀阶段：干燥的种子开始吸水，细胞膜的结构逐渐发生变化，此时一些小分子的可溶性代谢产物会释放出来，当细胞膜从凝胶状态变为正常的溶胶状态后,这种释放就会停止； 水合及酶活化阶段：蛋白质合成所需要的条件在种子成熟过程中就已经形成和保存下来，经过吸水后，蛋白质开始合成，不过合成蛋白所需的核糖体含量会逐渐下降，经过几个小时后新合成的核糖体才会产生； 细胞分裂和胚根突破种皮阶段：胚根伸长突破种皮标志着种子萌发完成。 SUMO与种子萌发 一.SUMO与转录因子 翻译后的SUMO化修饰，通过多种机制影响转录因子的活性。尽管 翻译后的SUMO化修饰对转录因子的作用多种多样，但是在大多数 情况下，SUMO化被认为是抑制转录。 例如，突变SUMO化修饰位点赖氨酸以去除SUMO，或者过表达去 SUMO化酶SENPl(sentrin-specific protease 1)使许多转录因子表现 出转录活性增强，包括雄激素受体(AR)，CAATP增强子结合蛋白 (CPEBP)、ElK-1、Sp3、Smad4。(李淑晶, 2007） 实验表明：辅激活因子AIB1能够被MAPK磷酸化而激活，也能被 SUMO化修饰抑制其转录活性。SUMO化通路的抑制和磷酸化通路 的激活协同作用，共同调控AIB1的转录活性。 研究发现，SUMO化能调控某些转录因子的亚核定位，但是， SUMO依赖性的定位变化如何与SUMO依赖性的转录抑制相联系并 不明确。 (李淑晶, 2007） 二.SUMO与MYB 转录因子 MYB 转录因子，作为植物中最大的一类转录因子，参与了包括细 胞周期、生理代谢平衡及环境应答等在内的许多生命活动。 植物 MYB 转录因子参与众多生物学过程，主要包括 ：初生和次生 代谢反应、细胞形态与模式建成、植物生长发育、对生物和非生物 胁迫的应答等，在部分 MYB 转录因子亚类内部，其成员的生物学 功能具有明显的相关性。(Ronald T. Hay,2005) MYB 蛋白在植物的多种生命过程中受到泛素及类泛素蛋白 SUMO 的修饰，如拟南芥 AtM-YB18 受到泛素酶 COP1 的调节，参与光形 态建成过程。MYB 转录因子的 SUMO 修饰化可以发生在植物的多 种生物活动过程中，如拟南芥在响应磷饥饿的过程中 PHR1 可以发 生 SUMO 化反应。 (Ronald T. Hay,2005) 三.泛素连接酶与种子萌发 泛素化的底物特异性由泛素连接酶E3 决定，而体外实验表明， SUMO 化并不需要SUMO连接酶（SUMO ligating enzyme，E3） 的参与，推测Ubc9或Ubc9-SUMO