拟南芥γ-分泌酶基因功能分析
γ-分泌酶是一种具有催化底物水解活性的蛋白复合体，γ-分泌酶复合体主要有四个蛋白组分组成，分别是Presenelin，Necastrin，Aph-1和Pen-2。在人体和动物中，γ-分泌酶主要参与APP(淀粉样前体蛋白)和Notch信号途径的转导，催化包括APP和Notch受体在内的许多Ⅰ型膜蛋白的胞内水解。在APP信号途径中，Y-分泌酶水解APP产生一个由42个氨基酸组成的β淀粉样蛋白(Aβ<,42>)，该物质具有神经毒性，从而导致阿尔茨海默氏病(AD病)的发作，引起早衰。
虽然在人体和动物中人们对γ-分泌酶的研究已较为深入，但目前在植物领域还未见对γ-分泌酶的研究报道，其作用机制更是一个未解之谜。尽管如此，动植物中存在着许多类似的信号转导机制，为我们的研究提供了一些有用的线索。为了探讨γ-分泌酶复合体各组分基因在植物生长发育中的作用及其可能的作用机制，我们着手开展此项研究工作。
本文以拟南芥野生型(Columbia生态型)和T-DNA插入诱发的突变体为材料，主要运用反向遗传学的思路，对γ-分泌酶复合体的蛋白组分PEN2(AtPEN2)进行了研究。通过PCR、RT-PCR鉴定、表型分析、亚细胞定位分析、GUS基因组织化学染色、卡那抗性筛选、农杆菌介导的恒定转化等研究方法对突变体的形态结构和生长发育进行了较为细致的观察分析，结果发现：
亚细胞定位分析结果显示AtPEN2蛋白特异地定位于细胞膜中；组织特异性表达分析结果表明AtPEN2基因在根、茎顶端分生组织、叶脉、叶片气孔及花器官中均有表达；对拟南芥中的AtPEN2突变体的表型观察发现，Atpen2-1纯合突变体的根、茎、叶、花均比野生型植株明显变小，但是突变体的细胞大小却与野生型的大小相似，且突变体的花器官发育不全，导致Atpen2-1纯合突变体不育。对T-DNA插入拷贝数的鉴定结果表明，突变体Atpen2-1只有一个T-DNA插入，且Atpen2-1纯合突变体的表型与T-DNA插入紧密连锁，这说明该突变体的表型是可能由AtPEN2突变引起的。
上述结果首次提供证据表明AtPEN2基因在植物的生长及发育过程中可能具有调控细胞分裂的作用。
分泌酶;拟南芥;反向遗传学;细胞分裂;蛋白复合体;基因功能
河南师范大学
硕士
植物学
李秀菊;李友勇
2007
中文
Q943.2
61
2007-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）