拟南芥蛋白组中含有RxLx模体的分泌蛋白

【作者】 杨静； 刘林； 于钦亮； 张悦； 李进斌； 王云月； 朱有勇； 李成云；

【机构】 云南农业大学农业生物多样性与病虫害控制教育部重点实验室；

【摘要】 拟南芥基因组是第一个完成测序的高等植物基因组,对其结构和功能的研究是了解植物遗传、调控、生理、进化机制的重要基础。本文报道用多个准确性较高的预测分泌蛋白的软件 SignalP v3.0、TargetP v1.01、big-PI predictor 和 TMHMM v2.0对拟南芥的分泌组进行分析的结果。通过上述四个软件对拟南芥全基因组28953个蛋白编码基因进行分析,共得到828个 N 端有信号肽的潜在分泌蛋白,占拟南芥蛋白编码基因总数的2.86%。采用 SubLoc v1.0对828个分泌蛋白的亚细胞位置进行了分析,结果表明,这些蛋白的亚细胞位置包括细胞质、细胞外、线粒体和细胞核,大部分分泌蛋白的亚细胞位置都是细胞外,而少数蛋白的亚细胞位置是细胞质、线粒体和细胞核。在828个分泌蛋白中,持有 RxLx 基序的分泌蛋白有209个,约占拟南芥分泌组的25%,而且持有 RxLx 基序的分泌蛋白大多都参与了与分泌到寄主细胞的病原菌分泌蛋白的互作。根据基因功能分类表对拟南芥分泌组中有推测功能的282个蛋白进行了类别分析,这些分泌蛋白的功能涉及代谢、细胞运送、细胞修复与防御、蛋白寿命和贮藏蛋白。在具有细胞修复与防御功能的分泌蛋白的基因中,以过氧化物酶、激酶、抗性蛋白、富含亮氨酸重复蛋白和病程相关蛋白五种功能的蛋白为主,占该类蛋白的50.8%。具有代谢功能的分泌蛋白主要包括水解酶、脂肪酶、羧肽酶、转化酵素、转移酶、伸展蛋白和合成酶等7类,占具有此类功能的蛋白的70.3%。尤其值得注意的是, 这些基因中的724个属于植物特有蛋白编码基因,132个基因在拟南芥接种病原细菌后24 小时就受到诱导表达,分别占拟南芥分泌组的87.4%和15.9%。这表明植物对病原菌响应等的许多代谢活动都是利用细胞膜外的空间进行的;或者说,在植物特有的基因中,具有较多的分泌蛋白。这些信息增加了对拟南芥基因组的认识,尤其是增加对细胞外代谢的认识。更多还原