核糖体失活蛋白是什么?

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核糖体失活蛋白(ribosomeinactivatingprotein,RIP)是一类作用于rRNA而抑制核糖体功能的毒蛋白,广泛分布于高等植物(Barbieri等,1993)。自蓖麻毒蛋白首先被分离和纯化以来,至20世纪90年代,人们已从18种单子叶植物和122种双子叶植物中检测到了核糖体失活蛋白,已知核糖体失活蛋白分为3类。第一类是单肽链蛋白,分子量大约为30ku,一般为碱性糖蛋白,具有RNAN-糖苷酶活性。第二类是异源二聚体蛋白,分子量大约为60ku,其结构中A链具有RNAN-糖苷酶活性,B链是半乳糖专一性凝集素,可与真核细胞表面的糖蛋白或糖脂的半乳糖部分结合,介导A链逆向进入胞质溶胶。第三类不多见,是由无活性的pro核糖体失活蛋白加工后形成的。

核糖体大亚基RNA的3′端茎环结构中有一个高度保守的核苷酸结构域,即S/R结构域,核糖体失活蛋白通过对该结构域的作用,破坏核糖体大亚基RNA结构,使核糖体失活。核糖体失活蛋白主要表现RNAN-糖苷酶活性和RNA水解酶的活性。

核糖体失活蛋白通过水解核糖体RNA上特异位点结合的碱基,使核糖体失活,阻碍真菌rRNA介导的蛋白质合成,抑制真菌生长。在体外抑菌试验中,天花粉蛋白(trichosanthin)对9种不同的真菌都具有抑制作用。Roberts等(1986)用大麦核糖体失活蛋白对16种真菌进行体外抑菌试验,发现仅对3种真菌有弱的抑制作用,对1种有强抑制作用。不同真菌核糖体对核糖体失活蛋白的敏感性不同。核糖体失活蛋白与几丁质酶、葡聚糖酶等协同作用,抑菌能力增强,因为后者有助于核糖体失活蛋白通过真菌细胞壁。胡苹等(1999)将天花粉蛋白、烟草几丁质酶和烟草葡聚糖酶的结构基因分别克隆到原核表达系统中进行表达,用三种基因的原核表达产物的粗提取物,分别进行了体外抗菌活性检测,发现三种蛋白质均有抗真菌活性,三种蛋白中任意两种蛋白的组合,抗真菌活性都显著高于单一组分的活性。三种蛋白共同作用时,获得了更好的抗真菌效果。至今尚不明了核糖体失活蛋白在植物体内对病原菌侵染的抑制作用,以及在植物抗病性表达中的作用。用核糖体失活蛋白基因转化植物,可以表达对真菌侵染的抵抗性。

核糖体失活蛋白对动物病毒和植物病毒都有强烈的广谱抑制作用,用于钝化艾滋病病毒和杀伤肿瘤细胞的研究颇多。对植物病毒的作用,最先发现的是商陆抗病毒蛋白具有抗烟草花叶病毒(TMV)的特性,后来相继发现其他核糖体失活蛋白几乎都具有不同程度的抗病毒能力。关于核糖体失活蛋白抗病毒的机理,先后有间接作用说和直接作用说。一些核糖体失活蛋白存在于细胞壁和细胞膜之间,在病毒进入细胞前就可能直接与病毒作用。某些核糖体失活蛋白对病毒的作用不限于接种叶片,还有系统抑制作用。已用不同来源的核糖体失活蛋白基因转化多种植物,转基因植株表达对病毒的抗病性(Wang等,2000)。


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