摘要
蛋白激酶和蛋白磷酸酶是生物体内可逆蛋白磷酸化的重要组成部分,直接参与了细胞内许多信号转导反应,诸如糖原代谢、压力诱导、有丝分裂和病原反应等。随着水稻全基因组序列组装的完成,水稻中一系列蛋白家族被鉴定出来。但到目前为止,人们对水稻蛋白磷酸酶的了解还远远少于蛋白激酶。因此,基于水稻全基因组数据,我们对这一重要主食的蛋白磷酸酶进行了系统鉴定和研究。 在鉴定过程中,首先通过网络数据库中注释质量高的蛋白磷酸酶序列构建了Pfam矩阵文件,然后用这些矩阵文件扫描了基于TIGR注释的水稻全蛋白质组序列。结果,我们在水稻中鉴定了126个假定蛋白磷酸酶,其中包括84个PP2Cs,19个PPPs,19个DSPs,3个TSPs以及1个LWP。和蛋白激酶不同,这些蛋白磷酸酶在进化过程中没有发生大规模的复制。为了分析它们之间的关系,我们首先根据进化关系将它们进行分组,然后根据已知的蛋白磷酸酶对每组进行注释,并与拟南芥和人的进行比较。结果发现,水稻和拟南芥中的蛋白磷酸酶绝大部分具有同源性,这说明它们在单子叶植物和双子叶植物之间的保守性。这些分组和注释将为进一步研究水稻蛋白磷酸酶提供很大的帮助。另外,通过水稻全长cDNA和MPSS数据,我们研究了水稻蛋白磷酸酶的表达情况。结果发现,在不同环境条件下不同组织和器官中,绝大部分蛋白磷酸酶表达都很显著,这说明蛋白磷酸酶在水稻中表达十分普遍。另外,与蛋白激酶相比,蛋白磷酸酶表达更充分,并且其单位酶表达量大约比前者高出一个数量级,但是由于前者在数量上的优势,因此蛋白激酶和蛋白磷酸酶的表达量得以保持平衡,从而能够在体内可逆蛋白磷酸化中发挥重要的互补作用。
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