植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase-inhibitingprotein,PGIP）可特異性識別病原菌PG（polygalacturonase）,從而提高植物的抗病能力。研究表明水稻中共存在7個OsPGIP基因,為明確OsPGIP家族的蛋白質結構及基因表達特征,從水稻cDNA中擴增各OsPGIP基因序列,經克隆、測序后進行生物信息學分析與蛋白質結構模擬,并測定其在生物逆境與非生物逆境脅迫下的表達量變化。經多序列比較與系統(tǒng)發(fā)育進化分析發(fā)現,相同或相近物種PGIP往往具有較高的相似性,雖然多數OsPGIP親緣關系較近,但它們并不能完全聚類在一起。7個OsPGIP蛋白均具有一個信號肽和9～11個LRR片段,各LRR片段中均含有PGIP的特征結構域xxLxLxx。二級結構由α-螺旋、β-折疊和隨機卷曲組成,且多以隨機卷曲為主,這些二級結構以重復的隨機卷曲—α-螺旋—隨機卷曲—β-折疊組成線圈狀結構,并按右手螺旋規(guī)則形成一個特定的凹面,負責OsPGIP與有害生物PG的互作。7個OsPGIP蛋白多較穩(wěn)定,且均為疏水蛋白、脂溶性好、具有跨膜結構、定位于細胞外、有1到多個N... 

【文章來源】：作物學報. 2020,46(12)北大核心CSCD

【文章頁數】：10 頁

【部分圖文】：

Os PGIP和其他物種來源的PGIP系統(tǒng)發(fā)育樹

圖1 Os PGIP和其他物種來源的PGIP系統(tǒng)發(fā)育樹利用同源建模的方法預測Os PGIP的三級結構,結果表明,利用SWISS-MODEL和CPHmodels預測的所有Os PGIP的三維空間結構均比較相似,它們由多個隨機卷曲–?-螺旋–隨機卷曲–β-折疊區(qū)組成的線圈狀結構按右手螺旋規(guī)則形成一個特定的凹面(圖3-A)。但不同預測軟件得到的同一Os PGIP三維空間結構并不完全相同,有的甚至差異較大,特別是SCRATCH的模擬結果與其他兩種方法所得結果幾乎完全不同。分別以SWISS-MODEL和CPHmodels模擬Os PGIP6的空間結構,結果顯示,盡管它們參與預測的氨基酸數(34～369、39～354)、氨基酸覆蓋率(88.4%、83.2%)及與模板的相似性(30.1%、33.6%)差異均不大,但其預測結果仍有差異,以兩種方法預測的Os PGIP6空間結構中,其LRR區(qū)分別存在13個和10個β-折疊,而以SCRATCH模擬的則無典型的PGIP空間結構特征,LRR區(qū)亦不存在β-折疊;同樣的方法應用于預測Os PGIP7的空間結構得到的結果相似(圖3-B)。以上述3種方式模擬的Os PGIP7結構與水稻紋枯病菌的Rs PG2進行蛋白質對接發(fā)現,盡管獲得的對接示意圖并不完全一致,但均顯示為Os PGIP7的凹面與Rs PG2的裂隙區(qū)部位進行緊密結合,說明該部位是兩者的互作區(qū)域,這與我們前期研究Os PGIP1、Os PGIP2與Rs PG1對接的結果不一致[12],說明不同PGIP與不同PG的互作方式是多種多樣的(圖3-C)。

利用同源建模的方法預測Os PGIP的三級結構,結果表明,利用SWISS-MODEL和CPHmodels預測的所有Os PGIP的三維空間結構均比較相似,它們由多個隨機卷曲–?-螺旋–隨機卷曲–β-折疊區(qū)組成的線圈狀結構按右手螺旋規(guī)則形成一個特定的凹面(圖3-A)。但不同預測軟件得到的同一Os PGIP三維空間結構并不完全相同,有的甚至差異較大,特別是SCRATCH的模擬結果與其他兩種方法所得結果幾乎完全不同。分別以SWISS-MODEL和CPHmodels模擬Os PGIP6的空間結構,結果顯示,盡管它們參與預測的氨基酸數(34～369、39～354)、氨基酸覆蓋率(88.4%、83.2%)及與模板的相似性(30.1%、33.6%)差異均不大,但其預測結果仍有差異,以兩種方法預測的Os PGIP6空間結構中,其LRR區(qū)分別存在13個和10個β-折疊,而以SCRATCH模擬的則無典型的PGIP空間結構特征,LRR區(qū)亦不存在β-折疊;同樣的方法應用于預測Os PGIP7的空間結構得到的結果相似(圖3-B)。以上述3種方式模擬的Os PGIP7結構與水稻紋枯病菌的Rs PG2進行蛋白質對接發(fā)現,盡管獲得的對接示意圖并不完全一致,但均顯示為Os PGIP7的凹面與Rs PG2的裂隙區(qū)部位進行緊密結合,說明該部位是兩者的互作區(qū)域,這與我們前期研究Os PGIP1、Os PGIP2與Rs PG1對接的結果不一致[12],說明不同PGIP與不同PG的互作方式是多種多樣的(圖3-C)。2.3 Os PGIP性質與功能預測

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水稻抗感紋枯病品種Ospgip1基因的表達特征[J]. 陳夕軍,劉曉維,左示敏,童蘊慧,潘學彪,徐敬友.  中國水稻科學. 2012(05)
[2]不同接種調查方法對抗水稻紋枯病遺傳研究的影響[J]. 潘學彪,陳宗祥,徐敬友,童蘊慧,王子斌,潘興元.  江蘇農學院學報. 1997(03)



本文編號：3624530