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衰老是植物发育的最后阶段,由特殊的发育信号启动与调控。植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases, RLKs)是一类包含胞外受体域、单次跨膜域和胞内激酶域的蛋白,在植物生长发育、抗病以及植物激素信号传递过程中发挥着重要的作用。在植物中发现的类受体蛋白激酶大部分属于丝/苏氨酸类受体蛋白激酶,少数同时具有丝/苏氨酸激酶活性及酪氨酸激酶活性。底物特异性的研究对探明植物类受体蛋白激酶的生理作用具有重要意义。
本实验室在前期工作中找到了介导叶片衰老的大豆类受体蛋白激酶GmSARK(Glycine max senescence-associated receptor-like kinase)和它在拟南芥中的同功能蛋白AtSARK(Arabidopsis thaliana senescence-associated receptor-like kinase)。
本文旨在检测AtSARK的激酶活性和底物特异性。构建了AtSARK基因激酶域(kinase domain,KD)与GST的融合蛋白表达载体,体外表达获得了GST-AtSARK-KD融合蛋白。用Western Blot检测AtSARK激酶域融合蛋白的自磷酸化作用和激酶性质,证明AtSARK激酶域在体外具有自磷酸化活性,能够磷酸化自身的苏氨酸残基及酪氨酸残基,为双底物特异性类受体蛋白激酶(dualspeicificity receptor-like protein kinase)。同时,本文对GmSARK的性质进行了进一步的确定,证明GmSARK也是双底物特异性类受体蛋白激酶。本研究首次确定了参与植物衰老调控的类受体蛋白激酶具有双底物特异性,为进一步研究植物类受体蛋白激酶在叶片衰老过程中的作用提供了生化基础。