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Trends in Plant Science:植物GABA支路是否调控胞质GABA?

已有 1071 次阅读 2020-5-5 09:52 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Does the GABA Shunt Regulate Cytosolic GABA?

第一作者Alan W. Bown

第一单位加拿大布鲁克大学

通讯作者Barry J. Shelp


Abstract


The GABA shunt has long been known as a metabolic pathway that produces GABA in, and removes GABA from, the cytosol. There is no consensus regarding its function. The hypothesis presented here is that the GABA shunt regulates cytosolic GABA levels and GABA signaling.


摘  要


γ-氨基丁酸(Gamma-Aminobutyric Acid,GABA)支路(GABA shunt)长久以来被认为是胞质中产生并移除GABA的代谢通路。但对于GABA支路的功能目前还没有统一的认识。本文提出了一个假设,即GABA支路调控了胞质GABA的水平以及GABA信号转导。


GABA Homeostasis in the Plant Cell


GABA是一种普遍存在的四碳、非蛋白氨基酸,被认为是植物和动物中的信号分子。最近的研究显示,胞质GABA结合定位于质膜的铝激活苹果酸转运蛋白ALMT,从而介导胞质GABA进入质外体(图1)。值得注意的是,高水平的胞外GABA可以通过ALMT进入胞质,并抑制ALMT介导的苹果酸外排。因此,必然存在某种机制来调节胞质GABA水平,从而调控ALMT的潜在信号传导功能。



胞质GABA可来源于过氧化物酶体多胺分解代谢、质体多胺合成代谢、液泡储存以及胞质谷氨酸脱羧。这些不同途径何时发挥主要作用可能取决于特定的胁迫条件和发育阶段。GABA支路是唯一已知的能够降低胞质GABA水平的途径。GABA支路途径主要包括GABA进入线粒体,然后被转化为琥珀酸半醛(SSA)和琥珀酸,接着进入到三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA cycle)(图1)。值得注意的是,GABA会随胁迫而积累,并且由于SSA脱氢酶被胁迫诱导的氧化还原电位增加所抑制,因此GABA不一定会被转化为琥珀酸。在这种情况下,线粒体、质体或胞质中GABA最终的命运可能是先被转化为SSA,然后接着被最终转化为γ-羟基丁酸酯,但该代谢产物确切的命运尚不清楚。


压力诱导的胞质GABA产生与两个独立的过程有关。首先,线粒体中三羧酸循环产生的2-氧戊二酸酯转移到胞质中,产生谷氨酸和GABA(图1)。然后,通过钙/钙调蛋白和质子介导的机制分别激活或刺激胞质谷氨酸脱羧酶GAD的活性。有研究认为,这两个过程是相互依赖的,并且对于信号分子GABA在胞质中的水平调控起非常重要作用。


通讯作者


**Barry J. Shelp**


个人简介:

加拿大布鲁克大学,学士

加拿大布鲁克大学,硕士;

加拿大皇后大学,博士


研究方向:γ-氨基丁酸GABA在植物逆境胁迫中的作用 



doi: 10.1016/j.tplants.2020.03.001


Journal: Trends in Plant Science

Published Online: March 16, 2020




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