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酿酒酵母对胞外信号的响应往往需要多个信号转导通路的参与。酿酒酵母交配信息素信号通路和细胞壁完整性信号通路在交配过程中的协同作用,是多个细胞信号转导通路协同调节同一细胞过程的很好例子。酵母交配信息素信号通路可以刺激细胞朝由交配伴侣分泌的交配信息素浓度梯度方向形成突起:与此同时,细胞完整性MAP激酶信号通路被激活,这是交配突起形成时合成新细胞壁所必须的。
极化体组分蛋白Spa2p,Pea2p和Bnilp参与芽的生成、分离和芽形成时的极化生长或交配突起的关键步骤。交配信息素不支持芽颈的收缩和交配突起的形成。调控新细胞壁合成的细胞壁完整性信号通路是交配突起形成过程中细胞存活所必需的。
酿酒酵母蛋白激酶C的同源蛋白Pkclp作用于细胞壁完整性MAP蛋白激酶上游。细胞壁完整性信号通路MAP蛋白激酶是由Bcklp(MAPKKK)、Mkklp和Mkk2p(MAPKK)以及Mpklp(MAPK)组成。这个MAP蛋白激酶在响应细胞外环境刺激因子、维持细胞壁完整性以及调控细胞生长和细胞周期过程中起着不可或缺的作用。此外,本实验室在研究中发现,在酵母交配过程中Afrlp蛋白激活Mpklp,而Mpklp的激活是交配突起形成和保证交配效率所必需的。
本研究目的在于寻找直接的试验证据来证明Mpkl的适当激活对于交配效率是至关重要的。为了阐明交配突起形成和Mpklp活性二者间在促进高效交配过程中的内在联系,我们构建了spa2Δ,bnilΔ和pea2Δ单缺失突变株,以及spa2Δ mkk2Δ,bnilΔmkk2Δ和pea2Δ mkk2Δ双缺失突变株,并研究了这些突变株的交配效率。同时,通过测定Mpklp蛋白的磷酸化水平,确定了这些突变株中的Mpklp被信息素激活的情况。结果证明,spa2Δ,bnilΔ和pea2Δ突变株所表现出的交配缺陷除了由于这些突变株不能形成正常的交配突起外,还由于在信息素作用条件下,这些突变株中Mpklp蛋白激酶被过度激活。