水稻种子淀粉合成过程中α-葡聚糖磷酸化酶的作用机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31070226
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    32.0万
  • 负责人：
    董祥柏
  • 依托单位：
    中国科学院植物研究所
  • 学科分类：
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

α-葡聚糖磷酸化酶是一种重要的葡聚糖降解酶。近年来的研究表明，定位于质体中的α-葡聚糖磷酸化酶（Pho-1）在水稻种子淀粉合成中发挥着重要作用，然而，其作用机制仍不清楚。本研究紧紧抓住Pho-1的磷酸化修饰和磷酸化的Pho-1能够与淀粉分枝酶BEI和BEIIb形成多酶复合体这一线索，利用生物化学、分子生物学和质谱学等手段，解析水稻Pho-1的磷酸化位点，研究磷酸化修饰对Pho-1催化淀粉合成功能的影响；同时，采用荧光蛋白标记技术和遗传转化途径，在水稻种子中构建荧光共振能量转移系统，探讨淀粉体中Pho-1多酶复合体发生与累积的规律，以期揭示Pho-1调控水稻种子淀粉生物合成的动态进程。本研究对于阐明Pho-1调控水稻种子淀粉生物合成的作用机制，完善水稻种子淀粉生物合成的调控网络具有重大理论意义；另一方面，也为利用生物工程技术改良稻米的淀粉品质提供理论依据，具有潜在的重大应用价值。

结项摘要

α-葡聚糖磷酸化酶是一种重要的葡聚糖降解酶。然而，定位于质体中的α-葡聚糖磷酸化酶（Pho-1）在水稻种子淀粉合成中发挥着重要作用，但是其作用机制仍不清楚。本研究采用多种蛋白纯化手段，从水稻种子总蛋白中分离出高纯度的天然Pho-1蛋白。纯化的Pho-1蛋白，经胰酶消化和磷酸肽段的富集后，利用液相色谱－串连质谱（LC-MS/MS）鉴定到6个内源的磷酸化残基位点：S64，S377，S542，S560，S672和T897。这是国际上首次报道淀粉合成相关酶类磷酸化修饰的鉴定结果。非变性胶/酶活性分析和Co-IP表明，Pho-1磷酸化修饰与其淀粉合成功能密切相关。将pho-1编码磷酸化残基的密码子突变为丙氨酸（模拟永久非磷酸化）和天冬氨酸或谷氨酸（模拟永久磷酸化）的密码子，构建植物表达载体，转化pho-1突变体，获得了一系列转基因水稻植株。我们发现其中1个位点的磷酸化修饰能够恢复pho-1突变体淀粉粒的晶型结构，而该位点非磷酸化的Pho-1则不能，提示该位点的磷酸化是Pho-1参与水稻淀粉合成的关键因子。这些发现对于阐明Pho-1调控水稻种子淀粉生物合成的分子机制，完善水稻种子淀粉生物合成的调控网络具有重大理论意义。

项目成果

期刊论文数量（1）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Increasing a-linolenic acid content in rice bran by embryo-specific expression of 3/Δ15-desaturase gene
通过胚胎特异性表达增加米糠中α-亚麻酸含量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Molecular Breeding
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Yin Zhijie;Liu Hualiang;Dong Xiangbai;Qu Leqing
  • 通讯作者：
    Qu Leqing

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其他文献

PDF1.2基因在转草酸氧化酶基因甘蓝型油菜中的表达
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    植物生理学通讯
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    MARTIN Barbetti;冀瑞琴;冯辉;高荣村;刘月英;董祥柏;刘胜毅
  • 通讯作者：
    刘胜毅
水杨酸途径中的防御基因在转草酸氧化酶基因油菜中的表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    植物生理学通讯
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯辉;刘胜毅;刘越英;董祥柏;高荣村;冀瑞琴
  • 通讯作者：
    冀瑞琴

其他文献

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水稻种子淀粉合成起始过程中麦芽寡糖发生、延伸和降解的分子机制研究
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    面上项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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