NPA motif在水通道蛋白AQP1表达和转水功能中的重要性

水通道蛋白(AQP)序列中的两个天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸序列(NPA motif)是水通道蛋白家族中高度保守的特征性序列, 其晶体结构研究显示, 两个NPA motifs位于通道中心的狭窄部位, 直接参与水分子的结合和选择性通过. 为了进一步研究两个NPA motifs在水通道蛋白结构、功能和生源学(biogenesis)方面的重要性, 通过点突变方法分别获得单独缺失NPA1或NPA2 motif以及同时缺失两个NPA motifs的3种水通道AQP1基因突变型. 将3种AQP1突变cDNA分别亚克隆入真核表达载体pcDNA3.1, 建立稳定转染3种AQP1基因突变型的CHO细胞系. AQP1免疫荧光分析显示, 3种AQP1突变蛋白均能正常表达并定位于质膜, 显示AQP1蛋白质表达和细胞内加工过程未受NPA motifs缺失的影响. 分别对表达3种AQP1突变蛋白的CHO细胞进行质膜水通透性功能分析, 并与表达野生型AQP1的CHO细胞进行比较, 结果显示, 缺失NPA1或NPA2引起AQP1转水功能下降49.6%和 46.7%, 而同时缺失两个NPA motifs的AQP1转水功能与野生型AQP1相似. 上述结果显示, 水通道AQP1中的NPA motifs在AQP1转水功能中发挥重要作用, 但对于AQP1蛋白的表达、细胞内加工和通道基本结构的形成并不起关键作用.     

植物NIP水通道蛋白的结构、功能和调控研究进展

类NOD26膜内在蛋白(nodulin 26-like intrinsic proteins, NIPs)又名根瘤素26-like内在蛋白、类根瘤菌26膜内在蛋白、类Nodulin26内在蛋白,是水通道蛋白(aquaporin protein, AQP)家族的亚家族之一. NIP由AqpN基因进化而来,广泛存在于植物体中,其对底物选择具有特异性,根据选择性过滤器(aromatic/arginine, ar/R区)的不同分为3个亚族. NIPs参与水分、尿素、甘油、硼、砷、硅等物质的吸收和转运,在维持植物生长过程中的水分平衡和渗透压及抵御逆境胁迫等方面发挥重要作用.近年来,有关NIPs对植物生长发育和逆境调控功能的研究越来越多.本文系统阐述了植物NIP家族的起源与进化、结构与分类、生物学功能及调控机制,并对目前NIP研究中存在的问题和未来的研究方向进行了讨论,为深入探究NIP家族在不同植物中的作用模式和遗传改良应用提供参考资料.