植物中 SWEET 蛋白的研究进展

中文标题:植物中 SWEET 蛋白的研究进展

文章作者:代玥,刘林娅,杨那,向文丽,周园,黄亚成

发表单位:湖南农业大学生物科学技术学院

发表期刊: 分子植物育种

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结论:

SWEET 蛋白属于一类新型的糖转运蛋白,导糖类物质的跨膜双向运输。之前的研究证实SWEETs 作为糖外排转运蛋白在植物生长发育的一系列生理过程中起着重要的作用。 其参与韧皮部的装载和参与植物激素的转运,参与花、果实和种子的发育,参与植物与病原菌之间的互作和植物与微生物之间的共生等。本研究将围绕 SWEET 蛋白的结构特征、系统进化、转运机制、生理功能以及它在农业生产中的应用等研究进展进行总结,为后续深入的研究提供帮助。糖类化合物作为高等植物的一类重要能源物质,能为植物细胞的新陈代谢和植株的生长发育提供能量,也可以为多种大分子物质的形成提供碳骨架,同时,它还可以作为信号分子调控植物的生命活动,如种子萌发、器官形成和逆境调控等过程由于植物各个组织细胞对糖类化合物的需求不同,因此它们在长期的进化过程中也形成了各自特有的跨膜转运机制。

展望:

SWEET (Sugars will eventually be exported transporter)蛋白作为近年来新发现的一类糖转运蛋白,不仅能够转运蔗糖、葡萄糖和果糖聚糖,而且能够通过调控糖类物质的跨膜运输影响植物众多的生长发育过程。本研究将围绕 SWEET 蛋白的结构特征、系统进化、转运机制、生理功能以及它在农业生产中的应用等方面进行总结,对后续研究植物中 SWEET 蛋白的分子进化和生物学功能具有重要意义。尽管近年来的研究表明了 SWEETs 作为糖外排转运蛋白在植物生长发育的一系列生理过程中起着重要的作用, 如:参与韧皮部的装载、参与植物激素的转运,参与花、果实、种子的发育、 参与植物与病原菌之间的互作和植物与微生物之间的共生等等。然而,对于这一新颖的糖外排转运蛋白的研究还仅仅是开始。之前大部分的研究结果也都只是集中在对某些植物中 SWEET 家族基因的克隆和转录水平的分析,对于要全面认识 SWEET 蛋白的功能和作用机制,还有太多的问题需要去研究解决。比如:到现在为止细菌和植物中总共也就解析了 4 SWEET 蛋白的三维结构,这对于揭示不同类型 SWEET 蛋白转运不同糖以及它们的转运机制还远远不够,需要在后续的研究中解析更多的 SWEET 蛋白晶体结构,才能了解蛋白结构和它们功能之间的联系。同样,也发现了高等植物中的 SWEET 蛋白也参与了植物中激素的运输,但同样对转运的机制还是毫不清楚。其次,之前在部分植物中对 SWEET 蛋白的功能进行探究,不过都只是在转录水平进行了分析,而翻译水平基本没有涉及。

植物中 SWEET 蛋白的研究进展
SWEET 蛋白属于一类新型的糖转运蛋白,介导糖类物质的跨膜双向运输。之前的研究证实SWEETs 作为糖外排转运蛋白在植物生长发育的一系列生理过程中起着重要的作用。 其参与韧皮部的装载和参与植物激素的转运,参与花、果实和种子的发育,参与植物与病原菌之间的互作和植物与微生物之间的共生等。本研究将围绕 SWEET 蛋白的结构特征、系统进化、转运机制、生理功能以及它在农业生产中的应用等研究进展进行总结,
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