在完成细胞外钙调素受体学特性及化学交联到候选受体蛋白的研究基础上,本申请拟采用从纯化交联蛋白质入手及从基因信息学推断候选基因两种研究策略,克隆模式植物拟南芥细胞外钙调素的质膜受体基因,并通过转基因超表达及突变体等方法研究细胞外钙调素受体基因的表型与其在植物生长发育中的功能,从而证实细胞外钙调素的多肽信号假说,并进一步为扩展植物多肽信使及其受体这一领域的研究打下基础。
背景,方向,主要内容,重要结果,关键数据及其科学意义 钙调素不仅存在于真核细胞内,还存在于细胞外。为进一步确证细胞外钙调素生物学作用的信号分子作用机制,本课题采用了蛋白及基因入手两条研究技术路线,主要应用了分子生物学、遗传学、生化及细胞生物学等现代系统及组学手段,目的是克隆到细胞外钙调素质膜受体样蛋白的基因,为细胞外钙调素信号作用途径提供有力的证据。采用化学交联、亲和层析及膜蛋白组学分析相结合的方法,从拟南芥悬浮培养细胞体系中分离到了4个可能的候选钙调素结合蛋白基因;从基因入手的生物信息学分析及实验验证方案,初步明确了2个可能的受体样钙调素结合蛋白的基因。借助酵母双杂交、FRET等技术已经验证了这些蛋白分子间的相互作用;遗传学互作分析研究也已经开始得到初步证据。通过本课题的研究,我们得到下面的重要结果1)细胞外钙调素可能通过细胞表面的多个结合体调节位点,发挥多种生物学作用;2)细胞外钙调素可能通过对其它受体-配体对结合的调节,发挥影响细胞增殖及分化等作用。本课题的研究,将有助于我们深入的认识钙调素在植物细胞外如何发挥作用,进而对植物生长发育等机理的了解更加全面。