花生铝响应类受体蛋白激酶AhPRK4的原核表达分析

摘要

花粉类受体蛋白激酶(pollen receptor-like protein kinase,PRK)是一类富含LRR结构域的类受体蛋白激酶,不仅在花粉发育和植物受精中发挥作用,也在胁迫响应中发挥作用。基于对前期花生根尖铝胁迫转录组数据的分析,我们发现了在转录水平响应铝胁迫的花粉类受体蛋白激酶基因AhPRK 4,为探究AhPRK 4在花生铝胁迫中的功能,该文进一步分析了铝胁迫处理下AhPRK 4在花生耐铝品种‘99-1507’和铝敏感品种‘中花2号’(‘ZH2’)根尖中的转录变化,通过序列分析、进化树构建等分析了AhPRK4蛋白的结构特点和亲缘关系,克隆了AhPRK 4的胞内域序列(AhPRK4-CD),并通过原核表达和体外磷酸化体系分析了AhPRK4-CD的自磷酸化活性。结果表明:(1)不同铝处理时间及不同铝浓度处理后,AhPRK 4的转录水平上调,显著响应铝处理,是铝诱导基因;(2)AhPRK4含有673个氨基酸,属于LRR-III蛋白激酶家族成员,具跨膜域和信号肽,且预测具有磷酸化活性位点;(3)体外诱导表达出约71 kD的可溶性蛋白(GST-AhPRK4-CD),经凝胶亲和层析纯化,得到基于蛋白印迹实验(Western Blot)验证正确的重组蛋白,重组蛋白可发生磷酸化修饰,但无明显的自磷酸化现象。综上认为,AhPRK 4是一个铝胁迫应答基因,参与花生铝胁迫早期应答机制,且能发生磷酸化修饰。