蛋白質可逆磷酸化對花粉管生長的調控作用

索金偉，戴紹軍

東北林業大學鹽堿地生物資源環境研究中心，東北油田鹽堿植被恢復與重建教育部重點實驗室，哈爾濱 150040

花粉在柱頭上萌發后，通過極性生長的花粉管將精細胞運送到胚珠，與卵細胞結合完成受精作用。花粉管極性生長受多種信號與代謝過程的調控，包括Rop GTPase信號途徑、磷脂酰肌醇信號通路、花粉管尖端 Ca2+信號、肌動蛋白動態變化、囊泡運輸以及細胞壁重塑等[1]，蛋白質可逆磷酸化在這些調控過程中具有重要作用。蛋白激酶或磷酸酶分別將蛋白質絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸殘基磷酸化或去磷酸化，從而激活或失活該蛋白質的功能。科研人員已經利用分子生物學與遺傳學手段揭示了上述過程中多種蛋白質的功能受到蛋白質可逆磷酸化作用的調節(表1)，并利用磷酸化蛋白質組學研究策略鑒定到了779種花粉管生長相關的磷酸化蛋白質，它們主要參與信號轉導、離子平衡、細胞骨架動態、囊泡運輸、細胞壁重塑、核酸和糖代謝、轉錄，以及蛋白質合成與降解等調控過程[2～4]。本文綜述了花粉管極性生長過程中通過蛋白質磷酸化/去磷酸化調節的信號與代謝過程(圖1：A～F)，為進一步理解蛋白質可逆磷酸化對花粉管生長的調控機制提供了信息。

1 Rop GTPase信號途徑中蛋白質可逆磷酸化

Rop (Rho-related GTPase from plants)是 Rho 亞家族(包括：Cdc42、Rac、Rho、Rop)的成員之一，為植物中所特有的小G蛋白。Rop含有4個鳥苷酸結合區和1個效應器分子結合區。Rop 與GTP結合呈“活化狀態”，當 GTP去磷酸化成為 GDP時，Rop失去GTPase活性。這……