Plant Cell | 植物能量平衡传感器SnRK1

昵称37581541 2019-05-24

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维持能量平衡对于所有生物体在生长、发育和应对多变环境过程中都是一个巨大的挑战，在真核生物中，高度保守的AMPK/SNF1/SnRK1作为体内的能量传感器，当能量供应受限时，能够触发分解代谢反应的激活，抑制消耗能量的合成代谢过程而维持机体的能量平衡状态。

SnRK1蛋白激酶为异源三聚体复合物，由具有催化活性的α亚基、具有调节作用和定位转移作用的β亚基以及具有锚定作用的γ亚基组成完整的复合物。然而，植物为了更有效的应对不断变化的环境条件，其体内高度保守的能量感受器也发生了功能上的改变。

近日，The Plant Cell在线发表了来自比利时鲁汶大学Fillip Rolland研究团队的题为Default Activation and Nuclear Translocation of the Plant Cellular Energy Sensor SnRK1 Regulate Metabolic Stress Responses and Development 的研究论文，报道了SnRK1蛋白具有催化活性的α亚基，可以转移到细胞核中调控能量胁迫下相关基因的表达，而β亚基却抑制核定位转移以及SnRK1诱导的基因表达。

该研究发现，SnRK1蛋白是一个非典型的AMPK/SNF1蛋白激酶，其α催化亚基显示出了亚基非依赖型调控活性。进一步的研究发现，具有调节作用的β亚基能够抑制α亚基诱导的靶基因的激活，能量胁迫促发了α亚基向核内转移。遗传分析发现，定位转移的α亚基影响了植物的生长发育以及对能量胁迫的响应过程。

多年来，该研究组致力于对糖信号及植物能量感受器SnRK1的研究。近期，在Current Opinion in Plant Biology在线发表了题为 SnRK1 activation, signaling, and networking for energy homeostasis 的综述，系统阐述了植物糖感知和信号传导领域的相关研究。由于糖信号调节植物对环境变化的反应，并深刻地影响和控制植物的碳分配、抗逆性、结构和发展，糖感知和信号传导影响着植物生长发育的几乎所有方面，从酵母到人类，一些机制在整个进化过程中都是保守的，强调了它们的基本和关键作用，鉴于其广泛的复杂性和深远的影响，弄清信号通路的分子细节对于促进作物的定向基因改造将是至关重要的。