神经酰胺激酶ACD5在植物程序性细胞死亡和抗病应答中的功能
批准号:
31570255
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
姚楠
依托单位:
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴建新、尹健、杨玉冰、郑萍、曾鸿运、龙婷、李凯恩
中文摘要
鞘脂除了作为生物膜的重要组分之外,还作为生物活性分子广泛参与多种生物学过程。acd5 (accelerated cell death5)是自发性死亡突变体,其表型是由鞘脂代谢途径中的重要酶—神经酰胺激酶(ACD5)的突变而引起。研究表明ACD5参与调控植物程序性细胞死亡和抗病性,但其调控的分子机制还不清楚。本申请拟在前期工作的基础上,深入研究1)神经酰胺激酶ACD5在细胞内的时空分布与细胞死亡和抗病性之间的关系;2)ACD5转录调控与蛋白修饰对其功能的影响;3)筛选ACD5互作蛋白,并研究其对ACD5功能的影响;以及筛选4)acd5抑制子。该研究将有助于揭示神经酰胺激酶调控程序性细胞死亡和抗病免疫应答的分子机制,为该蛋白在植物抗病中的有效利用提供理论依据。
英文摘要
Sphingolipids, as essential components of membrane system, are bioactive molecules and participate in many biological processes. Arabidopsis thaliana acd5 mutants that lack ceramide kinase, encoded by ACCELERATED CELL DEATH5 (ACD5), display spontaneous programmed cell death (PCD). The previous study implicates that ACD5 is involved in regulation of cell death control and plant defense responses, however, its molecular mechanisms are still poorly understood. In this study, we will pursue 1) whether temporal and spacial cellular distributions of ACD5 could be regulated in response to cell death and pathogen infection; 2) the impacts of ACD5 transcriptional regulation and protein modification on ACD5 function; 3) screening and verification of the interactive proteins for ACD5; and 4) a suppressor screening for acd5 mutants. This study will help us to uncover the molecular mechanisms how ACD5 contributes to PCD and plant immune responses, and also provides theoretical basis for the effective utilization of ACD5 in plant disease resistance.
鞘脂是生物膜的重要结构成分之一, 也是重要的生物活性分子, 参与多种信号转导途径, 在程序性细胞死亡、自噬、植物与病原菌互作以及各种非生物胁迫应答中发挥着重要作用。本项目主要研究并获得了以下重要结果:.1)神经酰胺激酶ACD5在细胞内的时空定位;研究了其定位与细胞死亡和抗病性之间的关系(submitted).2)由于神经酰胺是鞘脂的中心分子,而丝氨酸棕榈酰转移酶SPT,是鞘脂从头合成代谢中由丝氨酸和棕榈酰辅酶A合成的第一步限速酶,我们的研究发现和证明了类粘膜蛋白能够抑制SPT 酶的活性,负调控鞘脂从头合成。一旦该蛋白缺失,将会促进鞘脂的从头合成,造成体内鞘脂的大量积累,内质网胁迫相关基因的高表达,从而引起植物的早衰。相关结果发表在Plant Cell上 (Li et al., 2016)。.3)发现调节神经酰胺水平的关键酶之一碱性神经酰胺酶AtACER在拟南芥自噬过程中发挥了重要作用。该论文首次揭示了鞘脂与自噬的密切关系,结果发表在Plant Cell Environ.( Zheng et al., 2018)。.4)研究了神经酰胺激酶在非生物胁迫中的功能,发现盐处理能够抑制acd5突变体中的鞘脂积累及细胞死亡表型,同时增强了植物对生物胁迫(病原细菌)的抗性,该结果在Plant Physiology上的发表(Yang et al., 2019).5)此外我们首次证明了葡萄糖神经酰胺酶在植物中的存在 (J. Biol. Chem. Dai et al., 2019).本项目的研究揭示了神经酰胺激酶在调控神经酰胺水平以及调控程序性细胞死亡和抗病免疫应答中发挥了重要作用,为该蛋白在植物抗病中的有效利用提供理论依据。
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A Role of the FUZZY ONIONS LIKE Gene in Regulating Cell Death and Defense in Arabidopsis.
拟南芥中模糊洋葱样基因在调节细胞死亡和防御中的作用
DOI:
10.1038/srep37797
发表时间:
2016-11-29
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Tremblay A, Seabolt S, Zeng H, Zhang C, Böckler S, Tate DN, Duong VT, Yao N, Lu H]
通讯作者:
Lu H
DOI:
10.1105/tpc.16.00574
发表时间:
2016-12-01
期刊:
PLANT CELL
影响因子:
11.6
作者:
[Li, Jian, Yin, Jian, Yao, Nan]
通讯作者:
Yao, Nan
DOI:
10.1016/j.biochi.2019.01.018
发表时间:
2019
期刊:
Biochimie
影响因子:
3.9
作者:
[Sahu Sunil Kumar, Hannun Yusuf A, Yao Nan]
通讯作者:
Yao Nan
DOI:
10.13592/j.cnki.ppj.2018.0453
发表时间:
2018
期刊:
植物生理学报
影响因子:
--
作者:
[戴光义, 王铃艳, 黄骊群, 郑萍, 姚楠]
通讯作者:
姚楠
Loss of alkaline ceramidase inhibits autophagy in Arabidopsis and plays an important role during environmental stress response
碱性神经酰胺酶的缺失会抑制拟南芥的自噬,并在环境应激反应中发挥重要作用
DOI:
10.1111/pce.13148
发表时间:
2018
期刊:
Plant, Cell and Environment
影响因子:
--
作者:
[Zheng Ping, Wu Jian-Xin, Sahu Sunil Kumar, Zeng Hong-Yun, Huang Li-Qun, Liu Zhe, Xiao Shi, Yao Nan(姚楠)]
通讯作者:
Yao Nan(姚楠)
共 9 条
鞘脂从头合成途径关键酶及其调控蛋白
在内质网胁迫中的功能
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:姚楠
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依托单位:
鞘脂代谢途径关键酶ACD5的结构解析及其功能调控的分子机制
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批准号:32070196
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:姚楠
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依托单位:
植物类粘膜蛋白ORM在逆境胁迫中的作用及其调控
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批准号:31771357
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2017
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负责人:姚楠
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依托单位:
神经酰胺的积累与代谢在植物与病原菌互作中的作用
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批准号:31170247
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:姚楠
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依托单位:
伏马毒素与神经酰胺在植物程序性细胞死亡中的作用机理
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批准号:30871604
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2008
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负责人:姚楠
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依托单位:
国内基金
海外基金