【摘 要】
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MAPK(Mitogen-activated Protein Kinase)级联信号系统是通过MAPK kinase kinases(MKKKs)、MAPK kinases (MKKs)和MAPKs (MPKs)依次磷酸化实现信号转导.该信号途径参与调控逆境胁迫、激素应答、细胞增殖、分化及发育过程.但是,MAPK级联系统的调控机制目前研究相对较少.前期研究结果也表明,磷脂酸(PA)能够提高MPK6
【机 构】
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南京农业大学生命科学学院,作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京210095
【出 处】
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江苏省植物生理学会2016年学术年会
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MAPK(Mitogen-activated Protein Kinase)级联信号系统是通过MAPK kinase kinases(MKKKs)、MAPK kinases (MKKs)和MAPKs (MPKs)依次磷酸化实现信号转导.该信号途径参与调控逆境胁迫、激素应答、细胞增殖、分化及发育过程.但是,MAPK级联系统的调控机制目前研究相对较少.前期研究结果也表明,磷脂酸(PA)能够提高MPK6的活性响应盐胁迫,但是其上游激酶MKKs以及MKKs与PA之间的关系仍不清楚.哺乳动物细胞中,PA可以调控同一信号途径中的多个元件以提高信号转导效率.由此我们猜测：盐胁迫下,PA可能对MPK6上游的MKKs同样具有调节作用.我们首先原核表达了MPK6的6个可能上游MKKs： MKK1、MKK2、MKK5和MKK6、MKK7和MKK9.蛋白-脂结合实验表明,MKK7和MKK9均能与PA强烈结合.体外激酶活性检测和凝胶迁移阻滞分析的结果显示MKK7和MKK9一样,都能够在体外和体内磷酸化MPK6.盐处理和外源PA处理都会导致MKK7和MKK9活性的显著增强；但是在pldα1原生质体中,盐诱导MKK7/MKK9的激活则受到显著抑制.说明PLD1产生的PA能够在盐胁迫下增强MKK7/MKK9的活性,PLDα1/PA位于MKK7/MKK9-MPK6的上游.对WT、mkk7、mkk9以及mkk 7/9进行的表型检测表明,mkk7/9较WT、mkk7和mkk9对盐胁迫更加敏感,说明MKK7和MKK9同时正调控拟南芥的耐盐性.另外,我们发现,将MKK7或MKK9与MPK6共表达于原生质体中,可以显著增强MPK6的激酶活性.利用免疫沉淀方法从盐处理前后的幼苗中纯化MPK6,并进行活性检测.结果表明,盐处理可以增强野生型、mkk7和mkk9中的MPK6活性,而对mkk7/9双突变体中的MPK6活性则无显著影响,可见MKK7、MKK9作为MPK6的上游激酶参与了盐胁迫下MPK6的激活,并且具有冗余性.利用激光共聚焦显微镜进行的活细胞成像显示,MKK7/MKK9与MPK6普遍共定位于细胞核、细胞质和质膜上；外源PA和NaC1处理可以诱导MKK7/MKK9由胞质向质膜上移动,但是盐处理pld1突变体的原生质体则没有观察到MKK7/MKK9向质膜迁移.此外,我们还利用免疫印迹分析对MKK7/MKK9在胞质组分和膜组分中的含量变化进行检测,其结果与活细胞成像结果表现一致.可见,PLD1产生的PA对盐胁迫诱导的MKK7/MKK9质膜迁移至关重要.综上所述,盐胁迫下,磷脂酸作为早期信号分子,不仅能够增强MKK7/MKK9对MPK6的磷酸化,另一方面,还可促进MKK7/MKK9从胞质向质膜迁移,从而缩短它们和MPK6的空间距离,以利于提高信号转导效率.
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