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starseacow

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[交流] 2015年3月starseacow文献分享（总第25期）

2015年3月starseacow文献分享（总第25期）

这个月的文献分享姗姗来迟。

首先是一篇来自Nature的文章，与植物关系不大，但我比较感兴趣。

Nature. 2015 Feb 5;518(7537):61-7. doi: 10.1038/nature14148. Epub 2015 Jan 12.
Mechanistic insights into the recycling machine of the SNARE complex.
Zhao M, Wu S, Zhou Q, Vivona S, Cipriano DJ, Cheng Y, Brunger AT.

这篇文章讨论和SNARE相关的问题。SNARE在细胞中是一个蛋白家族，他们分布在细胞内膜系统上，当细胞内膜融合时，位于目标膜和转运泡膜上的SNARE蛋白相互作用，组成SNARE复合体，扭合在一起，促使膜融合。SNARE蛋白这种功能的动力来源是在解开SNARE复合体时，由NSF水解ATP获得的能量。NSF通过SNAP与SNARE接触并发挥作用。同时，这种基于NSF的复合体解开，也将SNARE蛋白释放出来用于下一次的膜融合。在这篇文章中，作者研究了NSF-SNAP-SNARE蛋白的结构，揭示SNARE从复合体状态中解开的具体过程，同时，作者证实了同一种NSF-SNAP系统可以用于不同的SNARE蛋白复合体解开。

接下来是两篇来自nature plant的文章，收回我之前对这个期刊的评价。

Protein turnover in plant biology
Clark J. Nelson & A. Harvey Millar
Nature Plants 1, Article number: 15017 (2015)

植物细胞内蛋白时刻处在一种动态更新中，这取决于植物对蛋白合成和降解系统的调控。这两个系统是怎样取得动态平衡的呢？这篇文章综述了近几年的相关研究成果，关注了一些环境因素对这种平衡的影响。

Touch-induced changes in Arabidopsis morphology dependent on gibberellin breakdown
Nature Plants 1, Article number: 14025 (2015)
Maria João Pimenta Lange & Theo Lange

这篇文章研究的是一种独特的非生物胁迫，接触（touch）。不断地物理触碰植物，会影响植物生长及推迟开花，传统研究认为这与茉莉酸信号相关，这篇文章发现这一效应也要求赤霉素参与。

The nutrient economy of Lodoicea maldivica, a monodominant palm producing the world's largest seed.
New Phytol. 2015 Jan 23. doi: 10.1111/nph.13272.
Edwards PJ, Fleischer-Dogley F, Kaiser-Bunbury CN.

这篇文章关注了一种很独特的植物，棕榈科的海椰子（Lodoicea maldivica），这种生长在贫瘠土地上的植物可以产生世界上最大的种子。这篇文章研究了这种植物对N和P的利用，发现它们将大量的N和P用于种子生成，远多于用于营养生长。这就要求这种植物产生一些独特的结构以增加营养吸收利用。在它的叶片上，有一些独特的结构可以拦截空气中的颗粒，譬如说某些花粉，在下雨的时候就可以将这些花粉冲到它的根系以作为营养来源。
植物界，很奇妙。

images.jpg

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wangkaibo123

laolaohutu

小尾巴妞

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1楼 2015-03-22 00:21:52

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xiaochong8693

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55楼2015-03-22 09:29:06

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starseacow

专家顾问 (职业作家)

接下来分享一篇PLANT CELL上的文章，为了便于理解，我将这篇文章之前工作发表的论文也列出来。

Arabidopsis Sec1/Munc18 protein SEC11 is a competitive and dynamic modulator of SNARE binding and SYP121-dependent vesicle traffic.
Karnik R, Grefen C, Bayne R, Honsbein A, Köhler T, Kioumourtzoglou D, Williams M, Bryant NJ, Blatt MR.
Plant Cell. 2013 Apr;25(4):1368-82

Binding of SEC11 Indicates Its Role in SNARE Recycling after Vesicle Fusion and Identifies Two Pathways for Vesicular Traffic to the Plasma Membrane
Rucha Karnik, Ben Zhang, Sakharam Waghmare, Christin Aderhold, Christopher Grefen, Michael R Blatt
The Plant Cell doi: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.114.134429

这两篇文章主要探讨的是SEC11蛋白在调节SNARE蛋白功能中的作用。正如上面的帖子里提到，位于目标膜和转运泡膜上的SNARE蛋白相互结合结成复合体促进膜融合。而SEC11，是Sec1/Munc18家族的蛋白，这种蛋白也在细胞内囊泡运输及膜融合中发挥作用。这两篇文章解释的就是这种作用是什么。
第一篇文章（2013）中运用pull-down及BiFC技术，证明SEC11可以直接和SNARE家族中的一员SYP121发生直接相互作用。同时，为了研究这种相互作用对细胞内运输的影响，作者利用了一种traffic rescue技术。这种技术是在植物细胞内表达secYFP（一种会从ER分泌到膜外的荧光蛋白）以及作为参照的GFP。同时过表达要研究的目的蛋白。正常情况下，secYFP会被分泌到胞外，因此在细胞内只能看到GFP信号。如果过表达的目的蛋白干扰了囊跑运输，secYFP就会被截留在细胞内，因此可以看到YFP信号。通过YFP与GFP信号比值，可以获得一个参数表征细胞内转运情况。该比值升高，意味着正常运输被干扰，即traffic block，若比值降低，则意味着运输恢复，称为traffic rescue。结合这个技术，这篇文章证实SEC11参与调节SYP121参与的囊泡运输，同时SEC11 既可以与单独存在的SYP121发生相互作用以保证它处于未激活状态，避免不需要的SNARE蛋白复合体形成，同时，在SNARE形成复合体后，可以与复合体发生相互作用以稳定复合体的存在（结论在下面的cartoon里展示出来）。

图片2.jpg

第二篇文章是基于第一篇进行的深入研究。在拟南芥中，存在着63个SNARE蛋白，其中一些蛋白之间功能高度相似，譬如位于细胞膜上的SYP121\SYP122，位于转运泡上的VAMP721\VAMP722。那么，植物细胞是怎么选择哪对蛋白组成复合体呢？这篇文章利用前面提到的pull-down，BiFC以及基于酵母的mbSUS技术，研究了蛋白相互作用及复合体形成，利用traffic rescue技术展示不同蛋白过表达对细胞转运的影响。在syp121及syp122敲除突变体植物上进行研究。发现SEC11选择性的与SYP121而不是SYP122结合，以促进正确的SNARE复合体形成，同时，在该复合体解开时，SEC11也发挥了重要的作用。（这篇文章巨复杂，就像下面贴出来的总结cartoon里展示的，所以细节就不赘述了，感兴趣的虫友可以自己去看看）