与水稻根尖细胞程序性死亡相关的线粒体热激蛋白70的研究

论文摘要

前期研究以盐敏感水稻品种武运粳8号为材料,研究了盐胁迫对其根尖细胞程序性死亡（PCD）的诱导。本文通过线粒体蛋白质组双向电泳证明线粒体热激蛋白70（mtHSP70）受PCD诱导,且PCD过程中呼吸链复合物Ⅰ表达量下降。进一步对mtHSP70进行了生物信息学分析,并在转录和翻译水平研究了mtHSP70的表达状况,结果如下：采用生物信息学的方法对已经在蛋白数据库中注册的由水稻基因组其中的Os02g0774300基因编码的mtHSP70进行系统分析,包括该蛋白的组成成分、拷贝、疏水性／亲水性、跨膜拓扑结构、信号肽、导肽、可溶性、蛋白质二级结构、基序及功能域分。结果表明该蛋白是非跨膜的可溶性蛋白,α螺旋和无规卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,β折叠零星散布于整个蛋白质中,包含多个基序位点和功能域,主要作为一种分子伴侣发挥作用,该蛋白在水稻线粒体中存在一个同源蛋白,序列一致性高达92%。mRNA被转录翻译后形成的初始蛋白一般要经过加工修饰才能成为有功能的蛋白质,因此蛋白在基因水平和蛋白水平的表达状况并不是完全一致的。本研究运用半定量RT-PCR和免疫印迹对其在盐胁迫诱导的水稻根尖细胞PCD过程中mtHSP70基因水平的表达情况进行分析。结果表明,该蛋白及其同源蛋白在盐胁迫诱导的PCD过程中mRNA和蛋白水平的表达量均上调。研究结果提示,mtHSP70可能通过影响呼吸链复合物的稳定性,进而调节线粒体内活性氧的产生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语词汇表
• 第一部分 文献综述
• 第一章 线粒体在细胞程序性死亡中发挥的作用
• 1 线粒体与细胞凋亡
• 1.1 线粒体通路与细胞凋亡
• 1.2 动物细胞中线粒体释放的凋亡因子
• 2 线粒体与植物PCD
• 2.1 线粒体参与植物PCD
• 2.2 参与植物PCD的主要线粒体分子
• 3 HSP70与细胞凋亡
• 3.1 HSP70概述
• 3.2 HSP-70抗细胞凋亡作用
• 3.2.1 HSP70抗细胞凋亡作用在临床上的应用
• 3.2.2 HSP70抗细胞凋亡作用的机制
• 第二章 生物信息学简述
• 1 生物信息学的定义和主要研究内容
• 1.1 生物信息学定义
• 1.2 生物信息学的主要研究内容
• 2 生物信息学的发展
• 2.1 生物信息学的发展历程
• 2.2 国际生物信息学的发展趋势
• 2.3 国内信息学的研究现状
• 3 生物信息学应用
• 3.1 基本数据库
• 3.2 二级数据库
• 本研究的目的和意义
• 第二部分 研究报告
• 第一章 盐胁迫诱导水稻根尖细胞PCD相关线粒体热激蛋白70的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 种子萌发以及细胞程序性死亡诱导
• 1.2 线粒体分离纯化
• 1.3 线粒体总可溶性蛋白双向电泳
• 1.4 比色法酶染色BN-PAGE
• 1.5 图像和数据分析
• 1.6 质谱鉴定
• 1.7 HSP70基因表达的免疫印迹分析
• 2 结果与分析
• 2.1 2h-PCD诱导后,线粒体可溶性蛋白质的IEF/SDS-PAGE分析
• 2.2 比色法酶染色BN-PAGE
• 2.3 HSP70基因表达的免疫印迹分析
• 3 讨论
• 第二章 盐胁迫诱导水稻根尖细胞PCD有关的mtHSP70生物信息学分析
• 1 材料与方法
• 1.1 序列数据库资源
• 1.2 蛋白质分子一级结构分析
• 1.3 蛋白分子同源性比对
• 1.4 基因的拷贝数分析
• 1.5 蛋白疏水/亲水性分析
• 1.6 蛋白跨膜结构域分析
• 1.7 蛋白分子信号肽段与导肽分析
• 1.8 蛋白二级结构分析
• 1.9 蛋白可溶性分析
• 1.10 蛋白质氨基酸序列基序（motif）分析
• 1.11 结构域分析
• 1.12 热激蛋白HSP70在基因水平的半定量分析
• 2 结果与分析
• 2.1 蛋白分子理化性质分析
• 2.2 氨基酸序列的比对分析
• 2.3 拷贝数分析
• 2.4 疏水性的预测和分析
• 2.5 膜结构域的预测和分析
• 2.6 信号肽与导肽分析
• 2.7 蛋白质二级结构的预测与分析
• 2.8 蛋白分子可溶性分析结果
• 2.9 蛋白质氨基酸序列基序（motif）分析结果
• 2.10 结构域分析结果
• 2.11 半定量分析结果
• 3 讨论
• 3.1 生物信息学分析
• 3.2 半定量分析
• 全文结论
• 创新之处
• 存在问题与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表与投送的论文
• 附录
• 致谢