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小拟南芥NPR1基因的功能分析和抗病性研究
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拟南芥Rab1及Rab2家族基因的克隆和功能研究
【海南大学论文栏目提醒】：会员鉴于大家对海南大学论文十分关注，论文在此为大家搜集整理了“拟南芥Rab1及Rab2家族基因的克隆和功能研究 - 硕士论文”一文，供大家参考
海南大学 硕士学位论文拟南芥Rab1及Rab2家族基因的克隆和功能研究 姓名：伍祚斌 申请学位级别：硕士 专业：生物化学与分子生物学 指导教师：张家明
摘 要 在真核生物中，细胞的生长、物质合成、分泌等重要生物过程都伴随着蛋白在各细胞器之间的运输，而囊泡是各细胞器间蛋白运输的主要载体。&&&&Ｒａｂ蛋白，是一类分子量在２０．２５ ｋＤａ之间的ＧＴＰ酶，调控囊泡在细胞内各细胞器之间的运输。&&&&哺乳动物的Ｒａｂｌ和Ｒａｂ２蛋白已被证明调控囊泡从内质网到高尔基体运输。&&&&植物的个别Ｒａｂｌ和呦２蛋白也有研究认为与囊泡从内质网到高尔基体运输有关。&&&&然而，由于高等植物具有多个Ｒ口６Ｊ和Ｒ口弛基因，是否所有的砌６Ｊ和尺ａ６２基因都参与这一生物过程还是未知数。&&&&酵母只有１个鼬１蛋白Ｙｐｔｌ，没有Ｒａｂ２，因此，Ｙｐｔｌ是酵母唯一的调控囊泡从内质网到高尔基体运输的ＧＴＰ酶。&&&&酵母温敏突变株ＡＳＹ０１是一个矽ｆＪ基因功能部分缺失菌株，在２６℃可以正常生长，但在３７℃不能生长。&&&&拟南芥４个Ｒ口６Ｊ基因，分另０是Ａ出口６Ｊ彳Ｊ、Ａ上尺口６ＪＢＪ、Ａ氓口６ＪＢ２、．Ａｔ尺口６ＪＣＩ，３个Ｒ口６２基因。&&&&我们克隆了所有４个尺ｎ６Ｊ基因和２个鼢舵基因。&&&&序列同源性分析发现鼬１在从低等到高等的许多物种都有高度的保守性。&&&&将克隆的灭口６Ｊ及砌砣家族基因构建载体转化场ｆＪ基因功能部分缺失的酵母温敏突变株ＡＳＹ０１。&&&&温度敏感性实验结果显示砌６Ｊ家族基因都能与ＡＳＹ０１进行功能互补，都具有调节囊泡从内质网到高尔基体运输的功能。&&&&而尺口卯家族基因Ａ敞口６刎Ｊ、√址砌６姐２均不能对珍ｆＪ进行功能互补。&&&&关键词：拟南芥 小ＧＴＰ结合蛋白彳坎动Ｊ彳缓口施劲ｆＪ 功能互补 ＡｂｓｔＩ’ａｃｔ Ｉｎ ｔｌｌｅ ｅｕｋａＤ，嘶ｃ ｃｄｌｓ，ｍ姐ｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅ、，蹦ｔｓ ｓｌｌｃｈ ａｕｓ ｇｒｏｗＩｈ，ｓｙｎｔｌｌｅｓｉｓ缸ｄ ｓｅ删ｏｎａｒｃ ａｃｃｏｍｐａｌｌｉｅｄ谢也ｔｌｌｅ眦ｓｐｏｒｔ撕ｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｂ咖Ｖｅ％ｄｉ硪栽ｎｔ ｃｃｌｌｌｌｌａｒ ｏｒｇａｎｅｌｌｅｓ．Ｖｅｓｉｃｌｅ ｉｓ ｔｌｌｅ ｍａｉｎ ｃａｒｒｉｅｒｓ ｉｎ也ｅ戗龃ｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｅｌｉｃａｔｅｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｏｄ ｂｙ Ｒａｂ即劬ｓ． ｐｒｏｔｅｉｎｓ，鹧ａ触ｉｌｙ ｏｆ姒ａｌｌ ｍｏｌ蝴ｌａｒ ｗｅｉｇｂｔ Ｇ，ｒＰａｓｅ稍也ｍｏｌ训ａｒ Ｒａｂｗｅｉｇｈｔ ａｂｏｕｔ ２０一２５ ｌｒＤａ，ａｒｅ ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｄ试谢ｏｕｓ ｓｔ印ｓ ａｌｏｎｇ ｍｅ ｅｎｄｏｃ蛳ｃ ａｎｄ ｅｘｏｃ妒ｃｐ越１ｗａｙｓ．Ｓ奴以ｉｅＳ跚盼哦ｎｌｅ ｉｄｅａ ｔｈａ毫王屯ａｂｌ雅ｄ Ｒａｂ２￡ｍ出０ｎ ｉｎ ｒｅｇＩｌｌ舳ｇ也ｅ擞豇曲鼬ｅ ｔ隐题ｃ ｂ或ｗｅ％也ｅ ＥＲ翘ｄ Ｇｏｌ瘿ｃｏｍｐ锄粕ｔｓ ｉｎ ｍａｍｍａｌｉａｎ。&&&& Ｓｏｍｅ遮越访如越Ｒ曲ｌ跹ｄ Ｒａｂ２ ｉｎ ｐｌａ幽ｈａｖｅ ｂｅ髓ｄｅ＝瞰。&&&&悠嗽ｅｄ毫Ｄ触撕ｏｎ＿ｉｎ Ｖｃｓｉｃｌｏ麟拯鹅ｂ痰ｗｅ铋ＥＲ越ｄ Ｇｏ鹾。&&&&Ｈｏ谳Ⅳ娌，曩糙ａ礅绷瞰ｏｆ黝６Ｊ ａｎｄ舷砝ｇ距燃ｉｓ ｌ鹕ｅ遮毯班嚣ｐｌａ纛宝ｓ，越诚础嚣羹ｌ＆舷酗棚＆地ｇ鼹髂粼如ｏｌｖ甜ｉｎ她ｂｉｏｌ印ｃｅｓｓ船斑髓虹。&&&&粥１．凇ｌ ｉｓ也ｅ ｏｍｙ Ｒ曲王辫鹾ｅ遮速ｙｃａ或氆鑫乏ｆｅ鳞ｌａ：溉ｖｅＳ主ｄｅ妇懋汰遗ｇｂ咖ｅ强戡己ａｎｄ渤ｌ参．髓ｏ ｙｅ蠢ｓｔ镪矬ｐ蹦ｌ钯辩ｓ既ｓｉｔｉ谨勰如越ＡＳＹＯｌ遗鑫虹穗ｌ诚也ａｍｕｔ弧醯冶掰ｇｅ虹ｅ也ａ圭ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ ａ圭鼬ｐ爨细ｓ酬Ｖｅ ｐ∞ｔ出．Ｚ鲢ｓ酶滋遮印ｗｓ珏Ⅸ氆趣ｙａｔ ２６℃，ｂｕｔ ｄｏ髂ｎｏｔ笋ｏｗ ａ耄３７℃．名豫６涵掣蠡∞ｎｔａ主藏ｓ ４盈汤ｊ ｇ％ｅｓ，谢ｌｉ馥ａ辩么缓口６麒ｊ，▲理酝６ｊ艿ｊ，么勘务ｊ嚣２，４跃口６７（Ｘ，ａｎｄ ３ Ｒａ６０ ｇｅｎｅｓ，ｗ越ｃｈ ａｌ蛩么龌口脒ｊ，彳缓ｄ６２叠Ｚ彳尔口６“３，柚ｄ彳胁务弘ｊ，么承罐６捌２ ｗｅｒｅ ｃｌｏｎｃｄ．越ｌ ｔｌｌｅ ４灭掰参ｊ ｇ∞ｅｓ跹ｄ ２危ｚ配ｇ鼢ｅｓ ｗｅｒｅ ｄｏｎ酣ｉｎ廿１ｉｓ ｓｔｕｄｙ．Ｙｅａｕｓｔ ｃＸｐｍｓｓｉｏ觳ｖ。&&&&呶瑚ｏｆ ａｌｌ盘ｅ南ｌ】ｒ鼢鲋硒纛Ｒ口”ｇ雌ｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓ仃Ｉｌ曲甜锄ｄ缸．姐ｓｆｏ】∞ｅｄ ｉｎＪ的劲ｆｊ ｍｕｔａｎｔ ｓｔｒａｉｎ ＡＳＹ０１．Ｔ即叩ｅｒａ翩】ｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉＶｅ ｅｘｐｃｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗｃｄ也ａｔ ａｌｌ彳缓ａ６ｊ角ｍｉｌｙ ｍ翩１ｂｅｒｓ ｃ０忸ｐｌ啪ｅｎｔ埘ｔｌｌ ｙｅ嬲ｔ印ｆｊ ｇ％ｅ ａｎｄ ａｒｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆ断ｔｈｅ ｒｅ舭撕ｏｎ ｏｆ Ｖｅｓｉｃｌｅ ｔｒａ伍ｃｋｉｎｇ ｂ咖ｅ吼ＥＲ ｔ０ Ｇｏ酉．一尔ａ西刎＿『，么俄幻刎２ 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日期：乙潞年６月，Ｄ日 本人已经认真阅读“ＣＡＬＩＳ高校学位论文全文数据库发布章程一，同意将本人的学位论文提交“ｃＡＬＩｓ高校学位论文全文数据库”户全文发布，并可按“章程”中规定享受相关权益。&&&&匝壶诠塞堡銮唇澄唇；旦坐生；目＝生；酗三生筮查。&&&& 论文作者签名：亿寺仁狨 导师签名：３么京嘲 导师签名：．钧＾｛效嘲 ｋ，ｙ～―Ｕ ’● 日期：吱峭年／月．ｆ日 日期：乞况８年１５ｉ月ｆｐ日 Ｉ●－＾上－―■一１月ＩＪ吾１．１关于拟南芥 拟南芥属十字花科拟南芥属，是一年生草本植物，其植株小，形态特征简单，自交繁殖。&&&&拟南芥生长周期很短，一般只需要６周，且产生的种子数量多（陈璋等，１９９４；毛健民等，２００１）。&&&&拟南芥广泛分布于欧洲、亚洲、非洲、澳洲及北美洲。&&&& １９０７年，Ｌａｍａｃｈ借助光学显微镜观察到拟南芥体细胞中仅有５对染色体。&&&&本世纪４０年代，对拟南芥的研究进入细胞遗传学阶段，并成功地做了第一个拟南芥诱导实验（安贤惠，１ ９９８）。&&&& 拟南芥二倍体基因组（ｎ＝５）的总长约有７０００万个碱基对，只有小麦染色体组长的１／８０（樊妙姬，１９９２），果蝇的１／２（Ｐｍｉ仕Ｉ也ｅｔ ａ１．，１９８６）。&&&&因此，克隆其有关的基因相对说就较为容易。&&&&目前已有１００多个单基因变异用遗传方法定位在这５个连锁群上。&&&&由于这些变异位点的基因参与重要的植物生理生化及发育过程，因此，克隆这些基因，并研究这些基因的功能，这些变异的分子基础或遗传本质和它们控制植物发育的机理，对于阐明植物的生长发育和发育过程具有重大意义（毛健民等，２００１）。&&&& 拟南芥的基因组是目前已知植物中基因组最小的，是自花授粉植物，基因纯合度高，重复的ＤＮＡ序列比例低。&&&&这个特点意味着我们可以较容易地克隆和研究感兴趣的基因，特别是有关植物生长和发育的基因。&&&&在拟南芥基因组中，重复序列只有２０％，而余下的近８０％的ＤＮＡ基本上是单拷贝的基因（毛健民等，２００１）。&&&&如果说基因组中编码某一个具有特定功能产物的基因拷贝只有１个，且该基因产物参与了植物个体形态发育过程，那么当该基因变异后，由于丧失的功能得不到额外拷贝基因的补偿，就会导致很显著的植物个体形态变异。&&&&所以在人工诱变拟南芥种子后，可以获得大量形态各异的、种类各别的和涉及植物发育各个过程的变异株。&&&&这些变异株为研究各基因在植物发育中的功能及其调节提供了良好的材料。&&&& 拟南芥很容易用人工诱导产生遗传变异。&&&&通过物理的（如辐射处理）、化学的（如ＥＭＳ处理）及生物的（如利用植物内源转座子或外源ＤＮＡ片断插入法）等手段进行人工诱变处理，至今已获得了大量发生在不同基因位点的遗传变异株。&&&&拟南芥的这一特性，为我们进行遗传研究提供了极大的便利。&&&& 拟南芥基因组ＤＮＡ全序列的测定，不仅标志着首次对一种高等植物基因组的成功测序，其更重要的价值还在于将为人们研究其他重要的作物提供了模板。&&&&随着拟南芥基因组ＤＮＡ全序列测定的完成，利用拟南芥作为模式材料，其研究结果将使人们对植物生长发育过程的认识有一个质的飞跃。&&&&１．２小Ｇ蛋白１．２ ｌ小Ｇ蛋白研究概况 Ｇ蛋白是普遍存在于真核生物细胞中的一个ＧＴＰ结合蛋白家族，根据其亚基组成及分子量大小，可将参与细胞信号转导的Ｇ蛋白分为异三聚体Ｇ蛋白（ｈｅ峙ｒ０伍ｍ ｅｆｉｃＧ ｐｒｏｔｅｌｎ）、小Ｇ蛋白（锄ｄ１ ＧＴＰ．ｂｌｎｄｄｉ“ｇ ｐｒｏｔｄｎ）和几种特殊的ＧＴＰ结合蛋白 （ＡｓｓｍａｎｎｓＭ，２００２）。&&&&小Ｇ蛋白，顾名思义，就是小分子量ＧＴＰ结合蛋白，是一类由超过１００个成员蛋白所组成的蛋白超级家族，分子量较小，约为２Ｉ一３０ｋｄ。&&&&小Ｇ蛋白在进化上比较保守，其家族成员间在蛋白结构上都有３０一５５％的同源性。&&&& 每个小Ｏ蛋白亚家族成员之间的序列保守性要高于每个亚家族间序列的保守性。&&&&人们通过分析酵母、果蝇、线虫、拟南芥、人类的基因组蛋白质氨基酸序列，发现小Ｇ蛋白亚家族成员的保守性很高。&&&&小Ｇ蛋白家族在进化上是比较保守，数量却是非常庞大。&&&&据研究，仅拟南芥就存在９３个小Ｇ蛋白，包括５７个ＲａｂＧＴＰａｓｃ，２１个ＡｒｆｏＴＰａｓｅ，１１个Ｒｈｏ ＧＴＰ踮ｅ和４个Ｒ蛆ＧＴＰａｓｅ，它们调节着细胞的不同生理过程 （、，ｃｒｎｏｕｄｄｍ．２００３）。&&&& 、●。&&&&！。&&&&髟？ 墨． ’一? 一ｒ接 ”。&&&&－．一 ‘’蛸Ⅵ一 ? 。&&&&．…．：’！～盅 一 。&&&&。&&&& …爹终。&&&& １Ｅ’／Ｐ一图１．１拟南芥、酵母和人类小Ｇ蛋白的系统发生树分析（ｖｅｍｏｕｄ ｅｔ ａＬ＃００３）Ｆｉｇ．１．１ Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｄｃ ｓｔａｒ ｄｉ８９Ｍｍｓ ｏｆｓｍａｕＧＴＰａｓｅｓ ｏｆＡ．恤ａｕａⅡａ，ｓ．ｃｅＭｖｉｓｉａｅ，ａⅡｄ ｅｔＨ．ｓａｐｉ蛆ｓ（ｖｅｍｏｕｄ ｎ１．＃００３）１．２．２小Ｇ蛋白结构及分类 一般典型的小Ｇ蛋白家族成员都具有几个比较保守的结构特征。&&&&如有四个鸟核苷酸结合域和一个效应分子结合域。&&&&有些小Ｇ蛋白还具有ｃａ２－或其他小分子结合域 （Ｙａｎｇ，２００２）。&&&& 小Ｇ蛋白超家族中的Ｒ嬲家族在二级结构上有一个共同的特征，那就是都有一个Ｂ折叠。&&&&折叠由一个６条链的Ｂ片层组成，其中５条为正向，另１条为反向；周围有５个Ｑ螺旋结构，由５个环将ａ螺旋和Ｂ折叠连接。&&&&这个保守的结构在空间结构上形成了一些功能位点，如Ｍ９２＋结合位点、ＧＴＰ水解位点等（ｓｔ锄ａｒｋ Ｈ ｅｔ ａ１．，２００１；ＤＩｌｍ嬲ＪＪｃｔ ａ１．，１９９９；ｓ仃０ｕｐｅ ｃ ｅｔ ａ１．，２０００）。&&&& 根据小Ｇ蛋白超家族功能的不同，人们把这个蛋白家族分为５个亚家族，分别为Ｒａｔ ｓ盯ｃｏｍ“Ｒａｓ）， ＲａＳ ｈｏｍｏｌｏｇｙ（Ｒｈｏ）， Ｒ硒ｇｅｎｅｓ丘－０ｍ ｒａｔ ｂｒａｉｌｌ（Ｒａｂ）， ＡＤＰｄｂｏｓｙｌａｔｉｏｎ ｆ．ａｃｔｏ“四和Ｒａｕｓ．ｒｅｌａｔｅｄ矾ｃｌｅ缸Ｒ趾）（Ｋａｈｎ ｅｔ ａ１．，１９９２），每个亚家族在细胞中起着不同的作用。&&&&Ｒ鹤家族蛋白协助把细胞外信号从细胞表面受体传递到细胞核，在酵母和哺乳动物中调节细胞分化过程；Ｒｈｏ家族成员调控肌动蛋白重组过程和参与脚激酶的细胞信号转导过程，Ｒａｂ蛋白家族调节膜泡的正确锚定；肼家族在膜转运过程中起着重要作用；而Ｒ锄蛋白家族则是调节细胞核的内外运输，在核孔位置调节着蛋白和ＲＮＡ分子的穿核运输过程（ＣｌｅｒｋＡ ｅｔ ａ１．，２０００）。&&&&１．２．３小Ｇ蛋白功能１．２．３．１小Ｇ蛋白功能多样性 小Ｇ蛋白在结构和功能方面都具有多样性。&&&&在真核生物中，小Ｇ蛋白调控着细胞许多重要的生理过程（Ｔａｋａｉ ｅｔ ａ１．，２００１）。&&&&小Ｇ蛋白调控细胞功能的方式是通过起始或终止某一特定的细胞功能来实现的，也即它们的活性决定了某一特定细胞功能持续的时间，因而小Ｇ蛋白又被称为细胞内的生物计时器（ｂｉ０１０百ｃａｌ ｔ血ｅｒｓ）。&&&&不仅如此，小Ｇ蛋白还在某些蛋白质的定位（１０ｃａｌｉｚｉｎｇ）中起着至关重要的作用。&&&&近年来，人们不断发现植物中小Ｇ蛋白家族的新成员，也不断揭示小Ｇ蛋白的新功能，许多植物特有的信号途径和功能都需要小Ｇ蛋白这个重要的“分子开关（ｍ０１ｅ伽ｌａｒｓ谢ｔｃｈｅｓ）”来完成。&&&&由此可见，小Ｇ蛋白在真核生物中是信号转导的重要作用，在细胞的生长、分化和发育过程中起到重要调控作用（Ｙ抽ｇ，２００２）。&&&&它们在细胞信号转导过程的重要作用是和真核生物有机体进化过程的保守性密切相关。&&&&１．２．３．２小Ｇ蛋白作用的分子机制 小Ｇ蛋白在一种名为鸟核苷酸交换因子（ｇＩｌａＩｌｉｎｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｅｘｃｈ衄ｇｅ鼬ｏｒ，ＧＥＦｓ）催化下，小Ｇ蛋白即由ＧＤＰ结合形式的活化态转换为ＧＴＰ结合形式的活化态。&&&&处于活化态的小Ｇ蛋白可以和下游效应器分子相互作用，进而执行细胞的生理功能。&&&&活化态的小Ｇ蛋白可以通过其自身的水解能力即ＧＴＰａｕｓｅ活性可以把ＧＴＰ水解成ＧＤＰ＋ｐｉ，或是通过附属蛋白ＧＴＰａｓｅ酶活蛋白ＧＴＰａｓｅ―ａ商ｖ撕ｎｇｐｒｏｔｅｉＩｌ（ＧＡＰｓ）激活小Ｇ蛋白的水解活性。&&&&结合于活化态小Ｇ蛋白的ＧＴＰ水解后，小Ｇ蛋白转换为非活化态形式。&&&&此外．大多数小Ｇ蛋白循环转换是在膜结合形式和胞质形式情况下进行的。&&&&膜结合形式的小Ｇ蛋白可以不被鸟核苷酸交换因子ＧＥＦ激活，胞质形式的小０蛋白可以通过鸟核苷酸解离抑制因子（９１１甜血ｅ ｎｕｄ∞ｎｄｅ ｄｉｓｓｏｄ撕ｏ“ｉｎｈｉｂｌｔ０ＬＧＤＩ）结合，从而负调控这些小Ｇ蛋白的ＧＴＰ船ｅ活性（图ｌ ２）（Ｙ衄ｇ，２００２）。&&&&这些小Ｇ蛋白复合体的调节方式和生理作用在所有有机体包括植物中保守存在。&&&&图１．２小Ｇ蛋白的调控过程ｆｈｎｇ，２００２）Ｆｉｇ．１．２ ｎｇｕｌａＨｏｎ ｏｆ ｓｍ枷ＧＴＰａｓ既（ＹａⅡ晋’２００２）１．３Ｒａｂ蛋白１ ３．１ Ｒａｂ蛋白研究概况 Ｒａｂ蛋白是ＲＡｓ超家族中的亚家族，是小Ｇ蛋白家族最大的亚家族。&&&&Ｒａｂ蛋白作为一类分子量在２０―３０ ｋＤａ之间的ＧＴＰ酶，在细胞内囊泡运输中的多个步骤中起着起着重要作用，是囊泡运输重要的调节因子（ｓｔ咖ａｒｋ既ｍ．，２００１，Ｇ瓤ｇＤｏｎｇ ｅｔｍ．，２００７）。&&&&血６在酵母、果蝇、小鼠和人类等各种真核生物中表达，在酵母中被称为耳，般ｃ铲，而在高等真核生物中被称为胄曲。&&&&Ｒａｂ蛋白的研究最早是在芽殖酵母（＆触∞ｓｄｃｃ＾甜口ＭＦ甜卯陀ⅢⅢ）中进行的，并以ｓＥｃ命名（Ｎｏｖｉｃｋ，１９８０）。&&&&１９８７年，Ａ．１捌ｎ柚等从大鼠ｒ砌触ｓ”ｏｎ馏ｌｃ琊）大脑的ｃＤＮＡ文库中克隆到１个与艇ｃ４基因功能类似的同源物，命名为只曲（娜．１１ｋｅｉｎ ｎｔｂ瑚ｎ）。&&&&随后在其他真核生物物种中陆续克隆到凡曲基因。&&&& 目前，人们对Ｒａｂ蛋白的研究正如火如荼，对Ｒａｂ蛋白的了解亦是越来越多。&&&&Ｒ曲蛋白的功能主要是在细胞囊泡运输中起重要作用。&&&&目前的研究表明Ｒａｂ蛋白在功能上出现了分化及在数量上也趋多样，但人们通过对Ｒａｂ蛋白基因序列的分析。&&&&发现Ｒａｂ蛋白是高度保守的（ｚｃｎｍＭ甙ａｌ，２００１）。&&&& Ｒ曲蛋白在细胞内的定位是十分广泛的，分布于细胞内各个细胞器，在同一个细胞器内可以存在多个Ｒａｂ蛋白。&&&&但每一个Ｒａｂ蛋白分子在细胞内的定位都是特异性的，其在不同的亚细胞结构局部发挥调控蛋白转运的功能（陈涛涌，２００１）（表１．１）。&&&&这些Ｒａｂ蛋白维持着蛋白转运的连续性和细胞器膜的完整性。&&&&Ｒａｂ蛋白在其自身ＧＴＰ酶的水解作用和其他蛋白（ＧＥＦ、ＧＡＰ、ＧＤＩ）的调节下发生ＧＴＰ（活化态）和ＧＤＰ（无活性）结合形式的转变，同时Ｒａｂ蛋白也在膜结合态（ｍｅｎ曲ｍｃｅ－ｂｏｌｌｎｄ）和胞浆可溶态 （ｃｙｔｏｓｏｌｉｃ）之间变化（ｍｍｓ缸．０ｎｇ Ｊ，２０００；Ｍａｒｔｉｎｅｚ ｏ ｅｔ ａ１．，１９９８；ｓｉｌＩｌｏｎｓ Ｋ ｃｔ ａ１．，１９９３），状态的变化对应着功能循环。&&&&Ｒａｂ蛋白主要通过调节囊泡的出芽（ｂｕｄｄｉｎｇ）、运输（舰伍ｃ）、锚定（趾ｃｈｏｒｅｄ）和融合（如ｓｉｏｎ），参与细胞的分化发育、细胞的内吞和外排、胞内蛋白的运输、交换和定位以及神经递质的运输和释放（Ｎ嘶ｃｋ Ｐ ｅｔ ２Ｌ１．，１９９７）。&&&&Ｒａｂ蛋白功能的发挥需要效应蛋白（ｅｆｆＩｅ咖ｒ）的辅助（ｚ耐ａｌ Ｍ ｃｔ ａ１．，２００１；ｓｔｅＩｌｌｎａ伙Ｈ ｅｔ ａ１．，２００１；Ｄ∞ｅｋａ Ｍ ｅｔ ａ１．，２００３）。&&&&不同的Ｒａｂ蛋白可以结合同一种效应蛋白或是不同的效应蛋白。&&&&虽然在细胞内的定位是不一样的，但不同的Ｒａｂ蛋白在蛋白转运上的分工协作是协调一致的（Ｒ２０ｍｐ ＫＡ ｅｔ ａ１．，２００３；ｓｏ皿ｉｃｈｓ∞Ｂ ｅｔ ａ１．，２００ｌ；ＴＩ州ｍ ＭＪ ｅｔ ａ１．，２００１）。&&&&人们在研究中还发现了一个新现象，有些Ｒａｂ蛋白随着细胞的分化，其表达明显增加或是不表达的细胞分化后却可以表达。&&&&表１．１ｌｈｂ蛋白的亚细胞定位及功能Ｔａｂｌｅ．１．１ＳｕｂｃｅＵｕａｒｌｏｃａｕｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｒａｂ ｐｒｏｔｅｉｎｓ（杨明金，２００４）ＣｏＩｎｐａｒ劬即ｔｓ ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ：ＣＣＶ ｃｌａｔｈｌ缸一ｃｏａｔｅｄ ｖｅｓｉｃｌｅｓ；ＥＥ，ｅｄｙ钮ｄｏｓｏｍｅｓ；Ｅｋ髓ｄ叩ｌ∞Ⅱｌｉｃｒｅｔｉｃｕｌｕｍ；ＬＥ，１ａｔｅ阻ｄｏｓｏｍ嚣；ＰＭ，ｐｌａｓｍａ ｍ铷曲啪ｅ；ＲＥ，ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｅｎｄｏｓｏｍ懿；ＳＶ ｓｙｎ印ｄｃ Ｖｅｓｉｃｌｅ；ＴＧＮ，的ｎｓ－Ｇｏｌ百ｎｅ嘶ｏｄ【；Ｕ，ｕｂｉｑｕｉｔ０璐．１．３．２ Ｒａｂ蛋白结构及分类 Ｒａｂ蛋白是细胞囊泡运输的“分子开关”，具有保守的与ＧＴＰ结合有关的高度保守的序列，和高度可变的Ｎ端和Ｃ端（智慧等，２００５）。&&&&Ｎ端具有４个（Ｉ，ＩＩ，Ⅲ，Ⅳ）保守的ＧＴＰ／ＧＤＰ结合区域，Ｃ端为高变区域，但末端均有Ｃ、ＣＣ、ＣＸＣ或ＣＸＸＸ基序（樊俊蝶等，２００４），该基序为异戊二烯基转移酶识别修饰位点，它可把十五碳法尼基或二十碳香叶基转移至末端半胱氨酸残基上，修饰后Ｒａｂ蛋白利用高度变化的Ｃ末端插入细胞内膜或质膜上，该基序是一种膜定位信号（陈宣茂等，２０００）。&&&& 植物Ｒａｂ蛋白被分为８个亚家族，分别为＆蛆１，凡姬２，黜蛆５，ＲＡＢ６，黜蛆７，ＲＡＢ８，ｍ蛆１１ ａｌｌｄ ＲＡＢｌ８。&&&&随着人们对Ｒａｂ蛋白的不断研究，有许多的Ｒａｂ蛋白家族的新基因被发现。&&&&裂殖酵母（＆Ｊｌｌ扬傩口ｃｃ＾口，Ｄｍ）优，ｐＤ聊６砂中发现７个尺幻家族成员，恶性疟原虫ｆ，讹册Ｄ西“聊厂口胁即删ｍ，和芽殖酵母ｆ，Ｓ口ｃｃ五口加ｍ弦嚣∞阳，￡，缸砂中分别发现１１个，线虫ｆ，ＣｂＰ，ｌＤ砌口６讲凼Ｐ细印船，和果蝇ｆ，Ｄ阳ｓ印＾妇聊Ｐ肠万Ｄｇ淞驯中分别发现２９个，拟南芥ｆ，彳朋６溉哪西砌口妇，ｌ矽有５７个，人（，Ｚ如ｍＤ印ｆＰ，矽有６０多个（Ｑｕｅｖｉｌｌｏｎｅｔ ａ１．，２００３；Ｐ钉罚ｒａ―Ｌｅａｌ ｅｔ ａ１．，２００ １；Ｊｉ锄ｉｎｇ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａ１．，２００７）。&&&&１．３．３ Ｉ讪蛋白功能 Ｒａｂ蛋白通过与ＧＴＰ结合的活化态或是水解为ＧＤＰ的非活化态来调节小泡的融合，从而参与调控细胞内膜运输（ｍｅｍｂｍｅ仃ａ伍ｃ），在细胞生物合成和胞吞过程中起重要作用（Ｏｌｋｋｏｎ吼ｅｔ ａ１．，１９９７）。&&&&Ｒａｂ蛋白位于细胞膜、内膜和运输小泡膜上，主要是调节ＳＮ√Ｕ辽ｓ（ｓｏｌｕｂｌｅ ＮＳＦ ａｔｔａｃｌ衄饥ｔ ｐｒｏｔｅｉｌｌ ｒｅｃ印ｔｏｒ）复合体的形成。&&&&Ｒａｂ蛋白还有许多效应因子（ｅ侬衙ｏｒ），其作用是帮助运输小泡聚集和靠近靶膜，触发ＳＮＡＩ也ｓ释放它的抑制因子（图１．３）。&&&&许多运输小泡只有在包含了特定的Ｒａｂｓ和ＳＮＡＲＥｓ之后才能形成。&&&& ６ ．， 翌 图１＿３ Ｒａｂ ＧＴＰａｓｅ的作用（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆｔｈｅ ｃｅⅡ４ｔｈ ｅｄ．２００２） Ｆｉｇ １．３ Ｔｈｅ ｆｕⅡｃｎｏｎ ｏｆＲａｂ ＧＴＰａｓｏ ＲａｂＧＴＰ勰ｅｓ调节细胞囊泡运输，是所有真棱细胞牛长发育所必需的。&&&&酵母中只有１１个ＲａｂＧＴＰａｓｅｓ家族成员，哺乳动物的封Ｊ有１８个ＲａｂＧＴＰａｓｅｓ亚家族成员，拟南芥则有５７个Ｒａｂ亚家族成员（Ｊ１哪ｍｇＺｈａⅡｇｄ ａｌ，２００７）。&&&&人们还不清楚这些基因是否有着不同的生理作用还是在功能上存在冗余。&&&&１ ３．３ ＩＲａｂ ＧＴＰａｓｅｓ参与胞吞运输途径 胞吞是蛋白质和大分子跨膜运输的主要方式。&&&&细胞质膜区域与相关的物质大分子共同凹陷，形成运输囊泡，然后与胞内小泡融合。&&&&大多数蛋白质分子在内吞小泡中被分选运送到溶酶体或液泡等不同的细胞器。&&&&在哺乳动物中，Ｒａｂ５ ＧＴＰａｓｅ定位于早期内吞小泡，调控笼形蛋白（ｄａｄ血ｎ）包被的囊泡与早期内吞小泡的融合（Ｂｕｃｄ ｅｔ缸，１９９２）。&&&&酵母Ｙｐｔ５１ｐ蛋白家族成员同样也通过调节液泡前体小泡来调节着膜运输过程（ｓｉｎ舻Ｋｄｉ窖盯ｄ ｍ，１９９５）。&&&&利用细胞吸收荧光标记染料ＦＭ４＿６４的定位实验发现，拟南芥ＡｔＲＡＢＡＦ２ｂ定位于运输小泡（ｕｃｄａ ｄ ｍ，２００１）。&&&&１．３．３．２ Ｒａｂ ＧＴＰ舔ｅ参与生物合成运输途径 新合成的蛋白质通过内质网进入到分泌途径，这个过程包括了把蛋白质运送到运输囊泡的中间结构。&&&&在哺乳动物中，Ｒａｂｌ定位于内质网、内质网和高尔基体中间结构、高尔基体，调节着内质网．高尔基体膜运输过程（Ｎｕｏ脓ｅｔ ａ１．，１９９４）。&&&&酵母即”是参与内质网到高尔基体运输过程的必需基因（Ｓｅｇｅｖ ｅｔ ａ１．，１９９８）。&&&&植物拟南芥中，瞬时表达失活的彳缓４肋勿基因的突变体可以导致分泌型绿色荧光标记蛋白在类似内质网胞内小室中积累，并且抑制高尔基体复合体沿着细胞骨架运动的过程（Ｂａｔｏｋ０ｄ ａｌ一２０００）。&&&&１．３．３．３ Ｒａｂ ＧＴＰ嬲ｅ参与极性分泌过程 拟南芥有５个Ｒａｂ ＧＴＰ鹤ｅ与参与极性分泌的酵母、哺乳动物的Ｒａｂ ＧＴＰ嬲ｅ有很高同源性。&&&&植物中的Ｒａｂ成员还可能参与细胞的细菌病原反应，利用酵母双杂交发现西红柿的ＲａｂＥ亚家族成员（与哺乳动物Ｒａｂ８有很高同源性）可与无毒的ａ呻ｔｏ因子相互作用，ａＶｒＰｔｏ因子可以破坏ＲａｂＥ同源序列调节的膜运输途径，从而使植物感病（Ｂｏｇｄａｎｏｖｅ ｅｔ ａ１．，２０００），Ｒａｂ ＧＴＰ嬲ｅ可能参与细菌病原应答中抗菌化合物的极性分泌过程。&&&&１．４细胞囊泡运输 在真核生物中，细胞内膜将细胞分隔成许多大小不一的区室，而这些区室之间存在着丰富的物质和信息交流．囊泡是这些区室之间进行物质交流的主要载体。&&&&蛋白质经细胞核糖体合成后，便被运输到特定的细胞器、细胞膜及分泌到胞外，完成它们的特定功能。&&&&特定蛋白质的定位及运输贯穿细胞的生命历程。&&&&因此，协调的囊泡运输是真核细胞生长与发育所必需的（Ｚｈ姐ｇ Ｊ ｅｔ ａ１．，２００７）。&&&&囊泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类运输囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器，主要是因为细胞器的胞质面具有特殊的膜标志蛋白。&&&& 美国学者Ｊ锄ｅｓ Ｅ．Ｒｏ岫趾和Ｒａｎｄｙ Ｗ．Ｓｃｈｅ虹趾在过去的研究中已经勾勒出了细胞囊泡出芽、运输及融合的大致画面。&&&&Ｊ锄嚣Ｅ．Ｒｏｍｍ如用生化方.
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