植物ABC转运蛋白研究综述
[摘要]在分析植物ABC转运蛋白分子结构特征及作用机理的基础上，综述植物ABC转运蛋白八大亚簇（A-H）在植物生命活动中的功能等研究进展, 并讨论了ABC转运蛋白值得进一步深入研究的科学问题。
[关键词] ABC转运蛋白亚家族功能生命活动调节
植物ABC转运蛋白又称腺昔三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporters, ABC转运蛋白),由于含有一个腺苷三磷酸(ATP)的结合盒(ATP-binding cassette, ABC)而得名。ABC转运蛋白广泛存在于真核和原核生物中,目前已知人类基因组中有48个ABC转运蛋白超家族成员。在大肠杆菌K-12 基因组中, 至少有80个编码ABC转运蛋白, 约占基因组的5%。酵母中有大约31ABC转运蛋白超家族[3]。在植物界，以水稻和拟南芥为代表的ABC转运蛋白家族多达120以上, 这是植物以适应固着生活环境, 长期进化形成的。由于植物中ABC转运蛋白种类繁多、结构复杂、功能多样，参与植物一切的生命活动过程，从而引起人们的广泛关注。自从1992年国际上首次报道从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中克隆的AtPGP1（又称为AtMDR1）第一个植物ABC 转运蛋白至今，研究人员对植物ABC 转运蛋白进行了多方面的研究，从ABC转运蛋白基因克隆序列分析到功能验证，从ABC转运蛋白结构解析到转运机理的认识，从对大量ABC转运蛋白基因蛋白通俗命名到有统一的科学系统命名。本文旨在总结前人研究的基础上，对ABC 转运蛋白及其在植物生命活动调节中的作用研究进展作一综述。
1植物ABC转运蛋白分子结构特征
ABC转运蛋白含有1～2个接合ATP的盒(ABCs)或接合核苷酸的域(nucleotide-binding domains,NBDs)和跨膜域(transmembrane domain, TMD)。NBDs家族成员中有30%～40%的氨基酸序列同源。Walker等发现每个NBD包含3个特征序列, 即所谓'WalkerA“基序［GX4GK(ST)]、'WalkerB“基序［(RK)X3GX3L(hydrophobic)3］和一个ABC域［(LIVMFY)S (SG)GX3(RKA)(LIVMYA)X(LIVMF)(AG)］, ABC 域包括H环和Q环。WalkerA和WalkerB中间被ABC域隔开。在核苷酸结合域内有一个长约200个氨基酸的非常保守的片段, NBDs的结构特征及不同个体成员之间的多基因亲缘关系是用来对ABC蛋白超家族的亚家族进行分类的依据。每个TMD 都含有多个跨膜的α-螺旋(通常为4～6个), 形成了溶质跨膜(或者从膜的一侧移动到另一侧)的通道。NBD 位于膜的胞质面, 能结合并水解ATP供能；而TMD 能够利用NBF释放的能量选择底物并跨膜转运底物。与NBD相反,...
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