盐胁迫下植物协同调控质膜H+-ATPase和Na+/H+ antiporter活性的分子机制

批准号:
31670260
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
杨永青
依托单位:
学科分类:
C0205.植物与环境互作
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张军、韩秀丽、杨志佳、刘国永、马亮
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中文摘要
维持细胞内的离子平衡是植物适应盐胁迫的重要机制。研究发现盐胁迫下质膜H+-ATPase和Na+/H+antiporter活性被协同调控来维持植物细胞离子的稳定,但协同调控机制尚不清楚。已有工作表明正常条件下14-3-3λ与Ser-294被磷酸化的SOS2结合,抑制SOS2活性,负调控SOS (Salt Overly Sensitive)途径,但不清楚磷酸化修饰SOS2 Ser-294的蛋白。我们发现PKS5磷酸化修饰SOS2 Ser-294位点。另外发现14-3-3λ抑制PKS5激酶活性,在盐胁迫下正调控H+-ATPase活性。表明14-3-3λ可能为盐胁迫下调控H+-ATPase和Na+/H+ antiporter活性的偶联因子。因此,本申请将研究14-3-3λ在盐胁迫过程中调控H+-ATPase和Na+/H+ antiporter活性的“桥梁”作用,深入阐明植物适应盐胁迫的分子机制。
英文摘要
The maintenance of intracellular ionic homeostasis is an important mechanism of plants in response to salt stress. To avoid accumulation of toxic Na+ ion in cytosal, the activities of plasma membrane (PM) H+-ATPase and Na+/H+ antiporter are regulated synergistically under salt stress in plant cells, however, the mechanism of co-regulating the two enzymic activities is elusive. Previous study has found that 14-3-3 λ interacts with SOS2 at the phosphorylated Ser-294 and represses SOS2 kinase activity to inhibit SOS1 activity, a Na+/H+ antiporter, when plants grow in the absence of salt stress, but protein for phosphoralation of the SOS2 Ser-294 is undefinable. We find that PKS5 kinase, a negative regulator of PM H+-ATPase, phosphoraltes the SOS2 S-294, and the 14-3-3 λ represses the PKS5 kinase activity and positively regulates the PM H+-ATPase activity under salt stress. These results indicate that 14-3-3 λ is an important regulator in mediating the activities of PM H+-ATPase and Na+/H+ antiporter coordinately under salt stress. In this study, we will analyze the detail function of 14-3-3 λ in co-regulating the activities of PM H+-ATPase and Na+/H+ antiporter, and to clarify the mechanism of plant in response to salt stress.
盐胁迫是自然界中普遍存在的非生物胁迫,严重影响了植物的生长,降低了农作物的产量。在植物响应盐胁迫的过程中,SOS (Salt-Overly-Sensitive) 信号途径非常保守,并在盐碱胁迫下调节钠离子稳态中起着十分重要的作用。在盐胁迫条件下, SOS3和SCaBP8感知盐胁迫诱导的钙信号, 与蛋白激酶SOS2相互作用并激活其激酶活性,招募其到质膜, 进而激活SOS1 Na+/H+反向转运活性。本实验室以前的研究发现, 在正常条件下, 14-3-3λ/κ (以下简称14-3-3)与Ser294位点磷酸化修饰的SOS2结合并抑制SOS2激酶活性。但是,磷酸化修饰SOS2 Ser294位点的激酶并不清楚; 及14-3-3如何参与对SOS2激酶活性的调节过程也不清楚。. 本项目的研究发现, PKS5磷酸化修饰SOS2 Ser294位点使14-3-3 与SOS2结合并抑制其激酶活性。在正常条件下,PKS5通过磷酸化修饰SOS2 Ser294位点促进14-3-3 与SOS2的结合并抑制其激酶活性。此外,研究中还发现,14-3-3蛋白通过识别并解码盐诱导的钙信号来协同调控质膜SOS1和H+-ATPase活性。14-3-3结合钙离子后,减弱了其与SOS2的相互作用, 并释放了SOS2的激酶活性, 进而正调控SOS1的Na+/H+反向转运活性。同时, 钙离子增强了14-3-3和PKS5的互作, 进而抑制了PKS5活性, 解除了对SOS2和质膜H+-ATPase活性的抑制,为SOS1的Na+/H+反向转运提供了质子梯度。盐诱导的钙信号可被14-3-3和SOS3/SCaBP8蛋白解码, 它们通过选择性激活/抑制下游蛋白激酶SOS2和PKS5来协同调控质膜SOS1Na+/H+反向转运蛋白和H+-ATPase活性,以调节细胞中Na+稳态。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
An improved protein lipid overlay assay for studying lipid-protein interactions
用于研究脂质-蛋白质相互作用的改进的蛋白质脂质叠加测定
DOI:10.1186/s13007-020-00578-5
发表时间:2020-03-06
期刊:PLANT METHODS
影响因子:5.1
作者:Han, Xiuli;Yang, Yongqing;Yu, Xiang
通讯作者:Yu, Xiang
DOI:--
发表时间:2018
期刊:New Phytol
影响因子:--
作者:Yang Y;Guo Y
通讯作者:Guo Y
Regulation of plasma membrane H+-ATPase activity by the members of the V-SNARE VAMP7C family in arabidopsis thaliana
V-SNARE VAMP7C 家族成员对拟南芥质膜 H-ATP 酶活性的调节
DOI:10.1080/15592324.2019.1573097
发表时间:2019-02
期刊:Plant Signaling and Behavior
影响因子:2.9
作者:Xue Yuan;Zhao Shuangshuang;Yang Zhijia;Guo Yan;Yang Yongqing
通讯作者:Yang Yongqing
VAMP711 Is Required for Abscisic Acid-Mediated Inhibition of Plasma Membrane H+-ATPase Activity
VAMP711 是脱落酸介导的质膜 H-ATP 酶活性抑制所必需的
DOI:10.1104/pp.18.00499
发表时间:2018
期刊:Plant Physiology
影响因子:7.4
作者:Xue Yuan;Yang Yongqing;Yang Zhijia;Wang Xiangfeng;Guo Yan
通讯作者:Guo Yan
A bioassay-guided fractionation system to identify endogenous small molecules that activate plasma membrane H+-ATPase activity in Arabidopsis.
生物测定引导的分级分离系统,用于鉴定激活拟南芥质膜 H -ATP 酶活性的内源小分子
DOI:10.1093/jxb/erx156
发表时间:2017-05-17
期刊:Journal of experimental botany
影响因子:6.9
作者:Han X;Yang Y;Wu Y;Liu X;Lei X;Guo Y
通讯作者:Guo Y
类受体激酶GSO1响应盐胁迫的分子机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:杨永青
- 依托单位:
植物质膜H+-ATPase活性“自抑制”状态维持及解除的分子机制
- 批准号:31872659
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:杨永青
- 依托单位:
国内基金
海外基金
