SWEET 是新发现的一类糖运输蛋白,广泛存在于真核单细胞生物、高等植物以及动物中. 它们在生殖发育、植物与微生物的相互作用、植物的逆境反应及衰老等许多方面起重要作用。近期南京农业大学的研究人员发表评述文章,概述了真核生物及原核生物中(Semi)SWEET 蛋白的研究进展和蛋白结构与功能的相互关系,同时对 SWEET 研究中存在的问题和可能的解决途径提出了探讨和展望。
从环境中获取能源物质是异养生物生存的必要条件. 大多数异养生物依靠糖类提供的能量完成生长发育和繁殖过程。因此,细胞膜上糖类运输无论对单细胞生物还是动、 植物等多细胞生物都是十分重要的生理活动。长期以来的研究表明,细胞膜上存在不同种类的糖运输蛋白,它们的功能和作用方式也各不相同。
2010 年,Chen 等人运用荧光共振能量转移传感器技术(fluorescence resonance energy transfer, FRET sensor)从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定出一类新的运输葡萄糖和其他寡糖的SWEET(sugars will eventually be exported transporters)蛋白,他们随后的研究显示,SWEET 参与植物光合产物的运输和分配过程。最近,在原核生物中也发现 SWEET 的同源蛋白 SemiSWEET 有类似的糖运输功能。尽管对 SWEET 蛋白开展研究的时间不长,但现有的结果已经显示它们在细胞与环境或细胞与 细胞之间的糖类运输过程中有重要作用。因此深入、全面了解它们的功能有助于理解生命活动的详细过程。
这篇文章概述了真核生物及原核生物中(Semi)SWEET 蛋白的研究进展和蛋白结构与功能的相互关系,同时对 SWEET 研究中存在的问题和可能的解决途径提出了探讨和展望。
SWEET 是一类新鉴定的、广泛存在于不同类型真核生物中的糖运输蛋白. 在结构上它们具有7次跨膜α-螺旋(transmembrane helix, TMH),由2个3 TMH的MtN3 motif和位于其中起连接作用的一个TMH形成3-1-3的结构. 由于MtN3 motif与另一个膜蛋白家族(PF04193)成员的脯氨酸-谷氨酰氨环(PQ-loop)motif 在氨基酸序列上十分接近, 因此一些研究者将它们统称为 MtN3/PQ-loop/SWEET 蛋白。
SWEET广泛存在于真核单细胞生物、高等植物以及动物中. 它们在生殖发育、植物与微生物的相互作用、植物的逆境反应及衰老等许多方面起重要作用。 最近的研究显示,原核生物中存在与真核生物SWEET类似的、 只含有一个 3次跨膜?-螺旋的蛋白,这些蛋白属于 MtN3或 PQ-Loop家族。从慢生根瘤菌中克隆的 SWEET同源蛋白 BjSemiSWEET1和已经鉴定的部分真核生物SWEET蛋白一样具有运输蔗糖的能力, 这个结果与其他相关研究一起暗示真核生物7次跨膜α-螺旋的糖或氨基酸运输蛋白可能由原核生物中 3 次跨膜α-螺旋的小分子蛋白通过复制或横向基因转移融合进化而来, 并且它们在行使功能时可能形成和其他许多膜转运蛋白相似的、具有 12 次跨膜结构的功能单位. 对 SWEET 的研究将为揭示多种生命现象提供重要线索。
文章指出,目前对 SWEET 蛋白的研究才刚开始, 但其重要性已经显现。而动物细胞(包括人)含有 SWEET 数量相对较少,而且相关研究报道也非常有限,但其重要性不容忽视。例如, 人类细胞中唯一的 SWEET 蛋白HsSWEET 具有运输葡萄糖的能力,它可能在肝脏对血糖浓度控制以及小肠对糖的吸收上发挥重要作用, 所以弄清人以及动物体内 SWEET 蛋白的生理功能同样值得期待。(生物通)
新闻来源:http://www.edu.cn/cheng_guo_zhan_shi_1085/20140815/t20140815_1164419.shtml
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