CLE пептид - CLE peptide - Wikipedia

CLE пептиды (CLAVATA3 / Связанные с окружающим регионом эмбриона) являются группой пептиды содержится в растениях, которые связаны с клеточная сигнализация. Производство контролируется генами CLE. При связывании с пептидом CLE рецептор в другой клетке происходит цепная реакция событий, которая может привести к различным физиологическим процессам и процессам развития. Этот сигнальный путь сохраняется в различных наземные растения.[1]

Фон

И растения, и животные одинаково используют небольшие полипептиды для передачи сигналов при межклеточной коммуникации. CLAVATA3 / связанная с окружающей областью эмбриона, также известная как растительный пептидный гормон, передача сигналов важна для передачи сигналов от клетки к клетке, а также для связи на большие расстояния. Эти два действия особенно важны для растительных клеток, потому что они стационарны и должны выполнять расширение клеток. Было обнаружено, что в многоклеточных организмах межклеточная связь очень важна для многих процессов роста, происходящих внутри организма. Полипептиды из 12 или 13 аминокислот представляют собой зрелые формы белков CLE, которые происходят из консервативных доменов CLE.[2][3][4] Идентифицируется все больше и больше генов CLE, и в этой области проводится все больше исследований. Гены CLE были обнаружены не только у семенных растений, но и у ликофиты, мохообразные, и зеленые водоросли.[5][6]

Гены

Большинство исследований, которые проводились в отношении передачи сигналов пептида CLE, проводились с Арабидопсис, поскольку этот геном содержит 32 члена семейства генов CLE. CLV3, который принадлежит к семейству генов CLE, обнаруживается в одной или нескольких тканях Арабидопсис. Все 32 члена семейства CLE имеют две общие характеристики, которые включают: кодирование небольшого белка с предполагаемым сигналом секреции на их N-концах и содержат консервативный мотив CLE на своих С-концах или рядом с ними.[7] 32 члена семейства генов CLE произошли от мутаций исходного гена.

Структуры

Пептиды CLE кодируются генами CLE. Эти пептиды различаются по структуре, причем каждая пептидная структура выполняет различную работу в растении. Минимальная длина функционирующих пептидов CLE составляет 12 аминокислоты с несколькими критическими остатками.[8] Внутри растения обнаружены две разные пептидные структуры, А-тип и В-тип. Когда гормоны A-типа секретируются, растение замедляет скорость роста корней, тогда как секреция пептидов B-типа влияет на сосудистый рост растения.[9] Секреция пептидов A-типа ускоряет развитие сосудов растения, которое опосредуется пептидами B-типа. Это говорит о том, что эти два типа пептидов работают вместе, чтобы регулировать рост растения. Специфические пептиды:[8]

Пептиды типа А

  • CLE 1/3/4
  • CLE 2
  • CLE 5/6
  • CLE 7
  • CLE 8
  • CLE 9
  • CLE 10
  • CLE 11
  • CLE 12
  • CLE 13
  • CLE 14
  • CLE 16
  • CLE 17
  • CLE 18
  • CLE 19
  • CLE 20
  • CLE 21
  • CLE 22
  • CLE 25
  • CLE 26
  • CLE 27
  • CLE 40
  • CLE 45

Пептиды B-типа

  • CLE 41/44 / TDIF
  • CLE 42
  • CLE 43
  • CLE 46

Сигнализация в апикальной меристеме побега

Снимите апикальные меристемы Crassula ovata (слева). Спустя четырнадцать дней появились листья (справа).
Модель Tunica-Corpus апикальной меристемы (кончика роста). Эпидермальный (L1) и субэпидермальный (L2) слои образуют внешние слои, называемые оболочкой. Внутренний слой L3 называется корпусом. Ячейки в слоях L1 и L2 делятся боком, что позволяет разделить эти слои, тогда как слой L3 делится более случайным образом.

Меристематические клетки дают начало различным органам растения и поддерживают рост растения. Существует два типа меристематических тканей: 1) Апикальная меристема 2) Боковая меристема. Апикальная меристема бывает двух типов; апикальная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, тогда как апикальная меристема корня (RAM) обеспечивает меристематические клетки для будущего роста корней. Ячейки SAM и RAM делятся быстро и считаются неопределенными, поскольку не обладают каким-либо определенным конечным статусом. В этом смысле меристематические клетки часто сравнивают со стволовыми клетками животных, которые обладают аналогичным поведением и функцией. Внутри растений клетки SAM играют важную роль в общем росте и развитии, это связано с тем, что все клетки, составляющие основные части растения, происходят из апикальной меристемы побегов (SAM). Внутри SAM есть три различных важных области, включая центральную зону, периферическую зону и меристему ребер. Каждая из этих областей играет важную роль в производстве новых стволовых клеток в SAM. Все SAM обычно имеют куполообразную форму и многослойную структуру, которую называют оболочкой и корпусом. CLV3 играет важную роль в регулировании продукции стволовых клеток в районе центральной зоны (SAM), это также верно для гена WUSCHEL (WUS), способствующего развитию клеток. Комбинация этих двух генов регулирует продукцию стволовых клеток WUS, отрицательно или положительно регулируя продукцию стволовых клеток, контролируя ген CLV3;[10][11]

Гены других растений

Гены CLE были обнаружены во многих однодольные, двудольные, и даже мох. Исследования даже показали, что некоторые растения, такие как рис, содержат мульти-CLE-домен.[5][7] Различные CLE-подобные гены также были обнаружены в геномах нематоды-паразиты растений например, свекла, соя и картофельные цисты нематоды.[12][5][13]

Рекомендации

  1. ^ Бецуяку С., Сава С., Ямада М. (2011). «Функция пептидов CLE в развитии растений и взаимодействиях растений и микробов». Книга об арабидопсисе. 9: e0149. Дои:10.1199 / таб.0149. ЧВК  3268505. PMID  22303273.
  2. ^ Кондо Т., Сава С., Киношита А., Мидзуно С., Какимото Т., Фукуда Х., сакагами И. (2006). «Растительный пептид, кодируемый CLV3, идентифицированный с помощью анализа in situ MALDI-TOF MS». Наука. 313 (5788): 845–48. Дои:10.1126 / science.1128439. JSTOR  3846935.
  3. ^ Ито Й, Наканомио И., Мотосе Х., Ивамото К., Сава С., Дохмае Н., Фукуда Х. (август 2006 г.). «Пептиды Dodeca-CLE как супрессоры дифференцировки стволовых клеток растений». Наука. 313 (5788): 842–5. Дои:10.1126 / science.1128436. PMID  16902140.
  4. ^ Охьяма К., Шинохара Х., Огава-Охниши М., Мацубаяси Й. (август 2009 г.). «Гликопептид, регулирующий судьбу стволовых клеток Arabidopsis thaliana». Nat. Chem. Биол. 5 (8): 578–80. Дои:10.1038 / nchembio.182. PMID  19525968.
  5. ^ а б c Элькерс К., Гоффард Н., Вейллер Г.Ф., Грессхофф П.М., Матесиус У., Фрики Т. (январь 2008 г.). «Биоинформатический анализ семейства сигнальных пептидов CLE». BMC Plant Biol. 8: 1. Дои:10.1186/1471-2229-8-1. ЧВК  2254619. PMID  18171480.
  6. ^ Мива Х, Тамаки Т., Фукуда Х, Сава С. (июнь 2009 г.). «Эволюция передачи сигналов CLE: истоки разнообразия рецепторов CLV1 и SOL2 / CRN». Сигнальное поведение растений. 4 (6): 477–81. Дои:10.4161 / psb 4.6.8391. ЧВК  2688290. PMID  19816140.
  7. ^ а б Петух JM, McCormick S (июль 2001 г.). «Большое семейство генов, которые имеют гомологию с CLAVATA3». Физиология растений. 126 (3): 939–42. Дои:10.1104 / стр.126.3.939. ЧВК  1540125. PMID  11457943.
  8. ^ а б Ямагути Ю.Л., Исида Т., Сава С. (2016). «Пептиды CLE и их сигнальные пути в развитии растений». J. Exp. Бот. 67 (16): 4813–26. Дои:10.1093 / jxb / erw208. PMID  27229733.
  9. ^ Уитфорд Р., Фернандес А., Де Гродт Р., Ортега Е., Хилсон П. (ноябрь 2008 г.). «Растительные пептиды CLE из двух различных функциональных классов синергетически индуцируют деление сосудистых клеток». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 105 (47): 18625–30. Дои:10.1073 / pnas.0809395105. ЧВК  2587568. PMID  19011104.
  10. ^ Brand U, Флетчер JC, Hobe M, Meyerowitz EM, Simon R (июль 2000 г.). «Зависимость судьбы стволовых клеток Arabidopsis от петли обратной связи, регулируемой активностью CLV3». Наука. 289 (5479): 617–9. Дои:10.1126 / science.289.5479.617. PMID  10915624.
  11. ^ Schoof H, Lenhard M, Haecker A, Mayer KF, Jürgens G, Laux T (март 2000 г.). «Популяция стволовых клеток меристем побегов Arabidopsis поддерживается регуляторной петлей между генами CLAVATA и WUSCHEL». Клетка. 100 (6): 635–44. Дои:10.1016 / с0092-8674 (00) 80700-х. PMID  10761929.
  12. ^ Ван Х, Митчум М.Г., Гао Б., Ли К., Диаб Х., Баум Т.Дж., Хасси Р.С., Дэвис Е.Л. (март 2005 г.). «Ген паразитизма нематоды, паразитирующей на растениях, с функцией, аналогичной CLAVATA3 / ESR (CLE) Arabidopsis thaliana». Мол. Завод Патол. 6 (2): 187–91. Дои:10.1111 / j.1364-3703.2005.00270.x. PMID  20565649.
  13. ^ Го Й, Хан Л., Хаймс М., Денвер Р., Кларк С. Е. (сентябрь 2010 г.). «CLAVATA2 образует отдельный комплекс рецепторов связывания CLE, регулирующий спецификацию стволовых клеток Arabidopsis». Завод J. 63 (6): 889–900. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2010.04295.x. ЧВК  2974754. PMID  20626648.

дальнейшее чтение