Science子刊揭示植物新型信号机制

　　植物具有与人类和动物大脑中谷氨酸受体相似的受体。然而近日来自德国波鸿鲁尔大学的生物化学家，与来自维尔茨堡大学和中国农业大学的同事们，发现这些受体并不识别谷氨酸，而是其他很多不同的氨基酸。该研究小组将这一研究发现报告在《科学信号》(Science Signaling)杂志上。

　　在拟南芥中谷氨酸样受体识别许多的氨基酸

　　为了交换信息，细胞发出大量可被其他细胞受体识别的信号分子。15年前，研究人员在植物中发现了这些谷氨酸样的受体(GLRs)。拟南芥总共有20个GLRs成员。现在，由波鸿鲁尔大学生物化学家Michael Hollmann教授和Daniel Tapken领导的一个研究小组，鉴别了其中一种GLR——AtGLR1.4的信号分子。“令人惊讶地是，这一受体并非只对一种氨基酸做出反应，而是对许多不同的氨基酸有反应，但谷氨酸并不包括在内，”Hollmann说。能够做出最有效反应的是甲硫氨酸(methionine)，这种氨基酸人类只能从食物中获取，而植物可以自己生成它。当研究小组让拟南芥发生突变，使其缺失AtGLR1.4受体时，它对甲硫氨酸则不再做出反应。

　　植物受体是一种离子通道

　　在某些方面，AtGLR1.4受体以与大脑中谷氨酸受体相似的方式起作用。它是一种离子通道，因此当被信号分子激活时，它会打开通道孔，让各种正电荷离子流入到细胞内，从而触发一种电信号。“这种受体的特别之处在于，并非所有的氨基酸与它结合，都会触发电信号。与之相反，一些氨基酸通过从受体处移去甲硫氨酸，而抑制了电信号，”Daniel Tapken说。

　　尚不清楚植物中甲硫氨酸受体的功能

　　Tapken说：“目前仍然不清楚，为何植物能够识别甲硫氨酸和类似的氨基酸。一种可能是，它以这种方式对含有氨基酸的环境中的营养物质做出反应。也有可能是，植物自身特异生成了氨基酸来发送信号——与人脑中的机制相似。”

　　在蛙卵细胞中分析表达的受体

　　为了开展分析，波鸿鲁尔大学研究小组已从植物细胞中分离出了这一谷氨酸样受体，将它导入到没有相似受体的细胞——一个未受精蛙卵细胞中。 Hollmann解释说：“在植物中直接检测这种受体几乎是不可能的事。在植物中同时有如此多的过程在运作，筛查出关键的信号非常的困难。”