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氧化胁迫是植物生长发育所面临的主要威胁之一,氧化胁迫是由植物体本身去除活性氧产物能力失衡导致的,所有的生物在其细胞层面上都必须维持还原性环境,过氧化物以及自由基的产生会打乱这种氧化还原状态,从而损伤生物分子,如蛋白质,核酸,脂质,进而影响新陈代谢等生命活动,严重的氧化胁迫会导致细胞的死亡。泛素蛋白酶体途径被认为能够有效去除过氧化蛋白。除此之外,泛素蛋白酶体途径对植物的生长发育调控也起着重要的作用,如调控植物激素的合成,参与光形态建成,自交不亲和以及细胞程序性死亡等过程。20S蛋白酶体是泛素蛋白酶体途径的核心元件,所有的20S蛋白酶体都由四层每层七瓣环状亚基组成,外面的两环各由七个α亚基组成,内侧两环各由七个β亚基组成,其中的β1,β2,和β5亚基具有水解蛋白质活性,并且针对不同类型的蛋白质底物,外层α亚基作用是作为与19S调节亚基的结合区域并且其 N末端可阻止未经泛素标记蛋白质底物进入具有蛋白质水解活性的内空腔。在人类 WI38/T和HL60细胞中过表β5亚基基因,能够提高其它β亚基的表达且提高蛋白酶体蛋白质水平的表达以及组装效率。序列分析显示,催化性的β亚基在进化过程中分化得比结构性的α亚基要早,并且β亚基在真核生物中有高度的序列相似性。 为研究拟南芥中β5亚基基因 PBE的功能,本实验共设计了3个载体即 PBE过量表达载体,PBE-GFP融合表达载体,并克隆了PBE上游1233bp的调控区,该序列含有TATA box及CAAT box等启动子基本元件,还含有1个 HSE元件,一个涉及防御耐逆反应的TC-rich repeats元件以及生长素应答元件 TGA-element,构建 PBE基因启动子启动 GUS表达载体。进而进行遗传转化,并获得子一代转化植株。在对转化植株的检测当中得到如下结果:PBE-GFP融合蛋白主要在细胞核内表达,这主要是因为蛋白酶体主要是通过对各种转录因子的水解以完成对相关生命活动的调节。PBE基因启动子与 GUS表达转基因植株没有检测到GUS的信号,可能是与该启动子表达量低有关。在对过量表达转基因植株子二代的半定量RT-PCR检测发现,转基因植株 PBE基因的转录水平较野生型有较大的提高。