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　　(自然科学版)，2003，34(2)：284～288

　　　　文·献·综·述

高等植物中的CDPK及其生理生化功能

杨洪强1，梁小娥2

（1.山东农业大学园艺学院，山东 泰安  271018；2.中国科学院发育生物学研究所，北京   100080）

CDPK AND ITS PHYSIOLOGICAL-BIOCHEMICAL FUNCTION IN HIGHER PLANTS

YANG Hong-qiang1,LIANG Xiao-e2

(1.Department of Horticulture,Shandong Agriculture University,Tai'an 271018;2.Institute of Developmental Biology,Academia Sinica,Beijing 100080)

Key words:Protein kinase，CDPK，Signal transduction，Plant

摘要：蛋白激酶主要催化蛋白质的磷酸化作用，参与细胞的信号识别与转导。CDPK是一类钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶(Calcium-dependent and calmodulin-independent protein kinase)，与细胞Ca²⁺信号进一步传递有密切关系。

关键词：蛋白激酶；CDPK；信号转导；植物

中图分类号：Q945      文献标识码：A       文章编号：1000-2324(2003)02-0284-05

　　蛋白质的可逆磷酸化是生物体中普遍存在的一种调节机制，几乎涉及了所有的生理和病理过程，如光合作用、基因表达、细胞的生长发育、糖代谢、神经递质的合成与释放，甚至癌变等等［1，2］。蛋白质的磷酸化作用，是指把ATP(其次为GTP)γ位的磷酸基团转移到底物氨基酸残基上的过程，属蛋白质翻译后的一种共价修饰，由蛋白激酶所催化［1，2］。据估计，真核生物功能基因的1%～3％在编码蛋白激酶［2］，而植物中可能有2%～3％的基因编码蛋白激酶［3］。它们介导了环境刺激和植物激素等多种信号在胞内的传递［4，5］，同时还参与了植物光合作用、生长发育、细胞分裂和细胞伸长等许多重要的生理活动［2，6］。CDPK是一类钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶(Calcium-dependent and calmodulin-independent protein kinase)或类钙调素结构域的蛋白激酶(Calmodulin-like protein kinase)，它与细胞Ca²⁺信号进一步传递有密切关系，是植物中研究较多、了解较为清楚的一类蛋白激酶。种类也很多，目前知道植物基因组至少能编码34种不同类型的CDPK［6，7］。

1  蛋白激酶的特性与分类

1．1  基本特性

　　真核生物蛋白激酶都有一个由250～300个左右的氨基酸残基组成的催化区，所有已知的蛋白激酶催化区都只有氨基酸序列同源性，该区可分为11个亚区或12个亚区(其中VI亚区又分为a和b)。某些亚区的氨基酸顺序可用来判断蛋白激酶的酶特异性，例如，亚区VI的交感序列DLKPEN一般存在于对Ser／Thr进行磷酸化的激酶催化区中：而DLRAAN或DLAARN则多发现于Tyr激酶的催化区。同样，亚区VIII的GT／SXXYXAPE多见于Ser／Thr激酶中，而PI/VK／RWT/MAPE则多存在于Tyr激酶中(此处所用单个字母为氨基酸代号，X则代表任何氨基酸)。各个亚区的具体功能还不清楚，只有亚区I通过突变分析被证实与将磷酸根从ATP转移到蛋白质底物上的过程有关。蛋白激酶除了具有同源性的催化区外，还都有一个调节区。无活性的蛋白激酶全酶是由调节亚基和催化亚基构成的四聚体，当调节因子与调节区结合后，就把催化区暴露或游离出来，以磷酸化胞质中的底物；另外，游离的催化亚基还可迁移到细胞核内，介导基因的表达［1，2］。

1．2  蛋白激酶的分类

　　真核生物中发现的蛋白激酶很多，根据其底物蛋白被磷酸化的氨基酸残基种类，可将它们分为5类，即①丝氨酸/苏氨酸(Ser／Thr)蛋白激酶：蛋白质的羟基被磷酸化；②酪氨酸(Tyr)蛋白激酶：蛋白质的酚羟基作为磷受体；③组氨酸蛋白激酶：蛋白质的组氨酸、精氨酸或赖氨酸的碱性基团被磷酸化，主要出现于“双组分信号系统”(two-component signal system)；④色氨酸蛋白激酶：以蛋白质的色氨酸残基作为磷受体；⑤天冬氨酰基/谷氨酰基蛋白激酶：以蛋白质的酰基为磷受体。目前发现的植物蛋白激酶以前3类为主。而Stone和Walker(1995)根据蛋白激酶催化区域氨基酸序列的相似性，将植物蛋白激酶分为5大组。这5大组蛋白激酶分别为①AGC组：以cAMP(环腺苷酸)依赖的蛋白激酶PKA、cGMP(环鸟苷酸)依赖的蛋白酶PKG及钙和磷脂依赖的蛋白激酶PKC为代表，以受第二信使(如cAMP、cGMP、DAG(二酰甘油)和Ca²⁺)激活为特征。②CaMK组：包括Ca²⁺/CaM依赖的蛋白激酶CaMK、Ca⁺依赖而CaM不依赖的蛋白激酶CDPK等，依赖第二信使是该组蛋白激酶的普遍性。③CMGC组：包括MAPK(分裂原激活的蛋白激酶)、CDK(周期素依赖的蛋白激酶)等，相对于前2组蛋白激酶依赖于第二信使，该组激酶作用于下游的磷酸化级联系统。④传统的PTK组：为酪氨酸蛋白激酶，目前在植物中尚未发现纯粹的酪氨酸蛋白激酶，但并不意味着Tyr残基的磷酸化对植物不重要。二重特异性蛋白激酶如MAPKK在植物中的发现，证明了Tyr残基的磷酸化可能在高等植物中具有重要的生理作用。⑤其它组：如类受体蛋白激酶RLKs及乙烯信号转导元件CTRl(胞质级联蛋白激酶MAPKKK)等。此外，根据磷酸化的底物不同，还可将蛋白激酶分为组蛋白蛋白激酶、酪蛋白蛋白激酶等，但由于蛋白激酶可磷酸化底物的多样化，这种分法很不确切，已经被根据底物磷酸化氨基酸的分类方法所取代，有些如酪蛋白蛋白激酶，只是由于习惯而一直被沿用下来。根据有无调节物将蛋白激酶分为信使依赖的蛋白激酶和非信使依赖的蛋白激酶，有些信使依赖的蛋白激酶的首字母缩略词已为人们所接受，如cAMP依赖的蛋白激酶PKA、钙和磷脂依赖的蛋白激酶PKC以及钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶CDPK等，它们彼此间存在结构和功能上的相关关系［2，7，8］。

2  植物蛋白激酶

　　植物蛋白激酶的研究始于90年代，首先是从PKA开始的，但一直未证明它们在植物中的存在［2］。早期磷酸化的调节作用主要集中在底物水平上，如识别出组蛋白特异的蛋白激酶和酪蛋白特异的蛋白激酶等。随着钙作为植物细胞信号转导第二信使被证实，钙依赖蛋白激酶的研究逐渐引起了人们的兴趣。第一个钙激活的蛋白激酶是在豌豆茎的膜组分中发现的［9］，接着在小麦胚提取物中报道了可溶性的Ca²⁺/CaM激活的蛋白激酶活性的存在，后来发现了一种钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶CDPK，它为植物、藻类和一些原生动物所特有［2，6］。植物蛋白激酶研究是从生化分析开始的，后来随着分子技术和遗传方法的发展和应用，这一领域的研究进展很快［2，7］。例如，1990年采用分子手段从玉米中识别出了类受体蛋白激酶ZmPK1［10］，1991年用纯化蛋白的氨基酸序列从大豆克隆到一种CDPK［11］，用PCR技术从豌豆中克隆到cdc2基因，它与一种调节真核生物细胞周期的蛋白激酶的基因类似［12］，1993年从苹果植株中克隆到了Ca²⁺/CaM依赖的蛋白激酶［13］，从苜蓿的cDNA克隆中识别出了类似动物MAP激酶的序列［14］，从拟南芥中识别出了编码蛋白激酶raf家族成员CTR1的基因［15］，并克隆到了编码类似于原核生物双组分调节器的乙烯反应基因ETR1［16］。近年来人们对植物中是否存在PKC的问题，也给予了更多的关注［17］。

3  钙依赖钙调素不依赖的蛋白激酶

3．1  CDPK与Ca²⁺信使的关系

　　胞质游离钙离子是植物细胞信号转导中最基本的第二信使，它几乎介导了植物生长发育的所有反应。细胞内钙的分布是严格区隔化的，其中胞质游离钙离子浓度最低，而且保持钙的恒稳态是细胞正常生长发育的前提。只有当细胞感受到刺激信号时，胞质游离钙离子浓度才会发生短暂而复杂的变化，产生第二信使，将刺激信号以独特的方式传递下去。钙信号的进一步传递，是经钙离子的受体蛋白——钙依赖蛋白激酶和CaM等完成的［18］。

　　动物中钙依赖的蛋白激酶有Ca²⁺/CaM依赖的蛋白激酶CaMK和Ca²⁺磷脂依赖的蛋白激酶PKC，植物中Ca²⁺/CaM依赖的蛋白激酶已有不少研究［2，6］，传统意义上的PKC在植物中的存在也有报道［2，17］。但植物中还存在着一种独特的钙依赖蛋白激酶——CDPK，它的全称为：钙依赖钙凋素不依赖的蛋白激酶(Calcium-dependent and　Calmodulin-independent protein kinase)或类钙调素结构域的蛋白激酶(Calmodulin-likeprotein kinase)，是一种特殊的钙离子结合蛋白。CDPK是目前植物中研究较多、了解较为清楚的一类蛋白激酶，广泛分布于植物、藻类和一些原生动物中，但高等动物中尚未发现。在植物中，从根到茎、叶，包括果实、种子，都可检测到CDPK的存在。CDPK在细胞内的亚细胞定位也几乎涉及了所有的细胞器，这包括质膜、共生膜、微粒体膜、细胞骨架、胞质、细胞核和叶绿体、线粒体等［1，2，19］。

3．2  CDPK的研究方法

　　CDPK的研究方法同其它蛋白激酶的类似，主要有3种，一是生化方法，即激酶活性的直接测定或使用专一性的激活剂或拮抗剂来识别酶活的特异调节因子。用这种方法可以揭示蛋白激酶的重要生理功能，其缺点在于会产生一些结论上的矛盾，再者就是蛋白纯化非常困难［2，20］。二是分子方法，它基于蛋白激酶催化区域的氨基酸序列同源性而克隆新的蛋白激酶基因。即由同源肽链片断可以设计相应的兼并性寡核苷酸片断，据此合成的寡核苷酸片断既可作为探针来通过分子杂交技术克隆新的同源性基因，也可作为引物利用PCR基因放大术来检测和克隆新的蛋白激酶基因。最近几年来，许多新的蛋白激酶基因都是这样分离得到的。该方法的缺点在于不了解克隆到的蛋白激酶的功能［7，20］。三是遗传方法，主要是通过突变体的筛选确定某基因的功能，然后克隆该基因，再根据基因产物与现有的蛋白激酶作同源性比较，而推测它是否是蛋白激酶［20］。据此方法获得的植物蛋白激酶有CTR1［１５］、ETR1［16］及植物的类受体蛋白激酶［20］。该方法的优点在于可确定克隆到的蛋白激酶的功能，而缺点在于不了解其生化活性［20］。鉴于这3种方法各有利弊，为了最终明确蛋白质磷酸化在细胞信号转导中的生理地位，必须将以上2种方法结合起来从不同的层次上对植物蛋白激酶展开深入的研究［2，20］。

3．3  CDPK的结构特征

　　CDPK的氨基酸序列具有三个功能区，从N端起依次为催化区、连接区和调控区。催化区由200多个氨基酸残基组成，只有典型的Ser／Thr蛋白激酶催化保守序列：连接区由20～30个氨基酸组成，在各类功能区中最为保守，富含碱性氨基酸，紧靠催化区而以拟底物的方式与催化区结合起自抑制作用，所以该区又称自抑制区［6］。调控区是CDPK有别于其它激酶类型的特有区域，有一段结构和功能类似于CaM的氨基酸序列组成，区内共有4个与Ca²⁺结合的EF手型结构，这是CDPK对Ca²⁺高度亲和而不依赖于CaM的原因。调控区的氨基酸序列保守性最差，不同的CDPK在钙结合区的结构上有差异［21］。当Ca²⁺与CDPK的调控区结合后，一种作用机制为诱导了调控区与连接区的结合，从而解除了连接区与催化部位的结合，也就解除了自抑制作用，这是一种与Ca²⁺/CaM依赖的蛋白激酶相似的作用方式：另一种作用机制是使CDPK的CaM类似区发生了构象变化，这一变化直接将连接区“挤出”或“拖出”了自抑制位点，而解除了自抑制作用，植物可能同时利用上述两种机制介导着不同的Ca²⁺信号［6，7］。另外，从拟南芥中克隆出的8种CDPK，在催化区前端都带有一段长短不一的序列，称为可变区，8种CDPK在此段很少有同源关系，目前还未弄清这段序列对CDPK作用的生理意义［21］。据推测，编码CDPK的基因是由原有的2个基因融合而成的，一个是编码Ca²⁺/CaM蛋白激酶催化区和自抑制区的基因，一个是编码CaM的基因［10］。这可能是CDPK结构特征的根源所在。

3．4  CDPK的理化特性

　　经纯化的CDPK为单体酶，分子量在40～90kDa，Mg²⁺是该酶的重要辅助因子，在体外检测CDPK活性时，要求反应介质中有5～10mmol／LMg²⁺存在。纯化的CDPK在mmol／L级Mg²⁺存在的情况下，受μmol／L级Ca²⁺的激活，2μmol／L就可使酶活达最高值的一半，受Ca²⁺激活的程度在50～100倍。有时所测得的CDPK活性对Ca²⁺的敏感性不高，可能是酶的纯度不高或纯化时发生部分水解而丧失了调控区造成的［9］。Ca²⁺激活CDPK是与其直接结合起作用的，CDPK活性达到最高原则上只受Ca²⁺的激活而不需要CaM或磷脂和DAG的作用［22］。组蛋白Ⅲ-S是绝大部分CDPK的最适外源底物，由于它被CDPK磷酸化的作用受生理浓度范围内的KCI的抑制，所以推测它可能不是CDPK的体内底物［22］。此外，不同来源的CDPK对组蛋白Ⅲ-S的亲和力不同，如大豆和水稻中CDPK对其亲和力强［11，23］，而杜氏盐藻则亲和力要差些［24］。合成多肽Syntide也是CDPK的适宜底物，外源底物的磷酸化一般发生在Ser残基上［6］。自磷酸化是蛋白激酶的普遍性质，CDPK也不例外，但发生自磷酸化的位点尚不清楚［6］。CaMKⅡ与CDPK有相似的作用机理，其自磷酸化发生在自抑制区内的Lys-Gln-Phe-Ser部位，所以推测CDPK的自磷酸化位点可能也是这里［6］。Ca²⁺能够促进底物磷酸化和CDPK的自磷酸化，反过来，底物也可促进CDPK与Ca²⁺结合，据报道，在外源底物的存在下CDPK对Ca²⁺敏感性可提高10余倍［6］。

　　CDPK可以象CaM一样受CaM的拮抗剂如W7、氯丙嗪、二氟拉嗪、Calmidazolin等抑制。但CaM拮抗剂抑制CDPK的浓度要比抑制CaM依赖酶的浓度大，如W7抑制纯化的CDPK的半抑制浓度(IC₅₀)为110μmol/L，抑制不纯的CDPK的IC₅₀为400μmol/L，而抑制CaM依赖酶的IC₅₀在50μmol/L左右［6，22］。CDPK与Ca²⁺结合后，可将其疏水基团暴露出来，而以钙依赖的方式与疏水介质如phenyl—Sepharose结合［22］。此外，一些脂类和碱性多肽也会影响CDPK的活性，例如，碱性多肽抑制CDPK的活性，而一些脂类如磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰胆碱则激活CDPK［6，7］。CDPK的自抑制区(也即连接区)极富碱性，碱性多肽的抑制作用可能类似于自抑制区的作用；而带负电荷的脂类可能中和了CDPK的带正电荷的碱性抑制，从而激活了CDPK活性，而且脂类的激活作用小于钙的激活效应［6，7］。

3．5  CDPK的生理功能

　　相对于CDPK的生物化学特性研究来说，人们对CDPK的生理功能了解还不够系统和完备，但近年来报道开始增多［7］。研究表明CDPK与植物的胁迫反应有密切关系，Sheen等［25］利用报告基因和效应基因共表达的方法，发现玉米原生质体CDPK1和CDPK1a能激活可被干旱和高盐胁迫诱导的启动子，去除CDPKl激酶区的突变体对胁迫和ABA刺激没有反应。Pestenacz．A.等［27］发现玉米和高粱根中的CDPK经PEG处理1h后，活性明显升高。Urao［27］等从拟南芥中分离了编码CDPK的两个cDNA克隆(cATCDPK1和cATCDPK2)；Northern blot分析表明在干旱和高盐胁迫下，这两个基因的mRNA被迅速诱导。Saijo［5］等报道水稻基因编码的一种CDPK能被低温、干旱和盐胁迫激活，同时干旱和盐胁迫能够增强CDPK基因的表达，低温则没有这种效果，这说明在胁迫信号传递途径中，干旱和盐胁迫可能共用同一个类型的CDPK，而低温胁迫信号传递用的是另一种类型。机械刺激也是一种胁迫，它能够激活CDPK，并增强CDPK基因的表达［29］。

　　CDPK是植物产生抗病反应的必要条件之一，受病原物侵染后，植物会发生超敏反应，主动在病原周围产生坏死细胞以阻止病原的进一步扩展，而CDPK活性的提高是触发细胞主动坏死的原初反应［30］。与植物抗病反应密切相关的过氧化氢也能够激活CDPK，并增强其基因的表达［29］。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物次生代谢过程中的关键酶之一，在生成植物保护素、增强植物抗病性方面起重要作用，Allwood［31］等发现用病原激发子处理法国豆，可使以PAL为靶酶的CDPK在10分钟之内被激活，并且活性能够持续4小时。

　　CDPK还参与了植物激素信号转导和光周期调节。Sharma［5］等报道，赤霉素能够提高CDPK水稻活性，赤霉素生物合成抑制剂则使之明显降低，而CDPK可以促使赤霉素的结合蛋白发生磷酸化。Ullant［32］发现细胞分裂素能够提高黄瓜根系CDPK的转录水平，但对下胚轴无效，2,4-D对根系和下胚轴CDPK的转录均无明显影响：光照可以提高黄瓜—F胚轴CDPK的转录，对根系的CDPK没有影响，这说明光和细胞分裂素在诱导CDPK转录时只有明显的组织特异性。此外，Jaworski［33］新近发现CDPK参与了诱导Pharbitis nil成花的光周期调节。

　　CDPK体内底物的识别是了解其生理功能的重要线索，迄今发现的CDPK底物主要有：一是结瘤素(nodule)26［7］，它是一种跨膜运输蛋白，是通道蛋白的同系物，可能在代谢物跨越豆科根瘤共生膜运输时起作用；二是质膜质子泵(H-ATPase)［9］，由它产生对细胞生长所必需的pH梯度和电势梯度，CDPK对其产生的磷酸化可能发生在C-末端区域［34］，也可能不在C-末端［35］，并不排除多种调节机制存在的可能性［34］。三是细胞骨架蛋白［7］，这是植物细胞中发现的CDPK的最有意义的功能之一。免疫细胞化学研究证明，CDPK在花粉管和节间细胞中与肌动蛋白微纤丝定位在一起，这两种细胞中钙依赖的肌动肌球蛋白与器官或囊泡的定位移动有关；玉米花粉萌发和花粉管的伸长需要花粉特异的CDPK参与［20］；CDPK还参与了植物细胞肌动张力的调节［19］，这些研究表明CDPK与胞质环流、器官运动关系密切。另外，还发现氯离子通道［36］、钾离子内向通道(KAT1)［37］、水孔蛋白以及逆境诱导的启动子HVAl等也可能是CDPK作用的底物［6，7］。而钾离子和氯离子通道、水孔蛋白以及质子泵在逆境胁迫尤其是盐胁迫反应中起重要作用。内质网膜上的一种钙离子泵(Ca²⁺-ATPase)也是CDPK的底物，当该离子泵被CDPK磷酸化后，其活性被抑制，钙调素能将该泵激活，它与CDPK一道维持细胞内的钙离子浓度［38］。和碳氮代谢有关的酶，如蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、硝酸还原酶等也是CDPK的底物［7］，这表明CDPK也可以调节植物的营养代谢。

4  结束语

　　蛋白质的可逆磷酸化是生物体中普遍存在的一种调节机制，它在细胞的信号识别与转导中起重要作用。植物的蛋白磷酸化与去磷酸化研究起步虽然较晚，但随着越来越多蛋白激酶类型的发现，由蛋白激酶所催化的蛋白磷酸化作用在植物细胞信号转导中的地位显得越来越重要，然而人们对大多数植物蛋白激酶的功能还不甚了解，它们对基因表达和代谢过程的调节机制、偶联胞外刺激和胞内反应的方式以及它们调节的功能蛋白等许多方面还有待进一步研究。CDPK为植物和低等动物所特有，在Ca²⁺信号进一步传递中的作用非常重要，随着分子技术和遗传方法的发展和应用，CDPK家族的新成员及其靶蛋白会不断发现和揭示出来，人们对它的功能的了解也会越来越清楚。植物在进化过程中形成了一套非常完善的感应外界刺激的机制，同一信号，能引发不同的信号传递途径，各条途径之间存在复杂的交叉转导作用(cross-taik)，各种各样的蛋白激酶及同一类激酶的不同亚类之间，在信号传递过程中同样有交叉作用，所以在现有研究基础上需要进一步弄清各条途径以及各种蛋白激酶之间的相互关系。

参考文献：

〔1〕Chenk P W. Snaar-Jagalska B E. Signal perception and transduction: the role of protein kinases 〔J〕 . Biochimica Biophysica Acta, 1999, 1449:1-24.

〔2〕 Stone J M. Walker J C. Plant protein kinase families and signal transduction 〔J〕. Plant Physiol. 1995,108:451-457.

〔3〕 Trewavas A J. Malho R. Signal perception and transduction: the origin of the phenotype 〔J〕 . Plant Cell, 1997, 9:1181-1195.

〔4〕 杨洪强，贾文锁，张大鹏.蛋白磷酸化参与湖北海棠根系中水分胁迫诱导的ABA积累〔J〕.科学通报，2001，46(1)：50-53.

〔5〕Sharma A. Komatsu S. Involvement of a Ca²⁺-dependent protein kinase component downstream to the gibberellin-binding phosphoprotein, RuBisCO activase, in rice 〔J〕 . Biochem Biophy Res Corem, 2002，18:690-695.

〔6〕 Alice C H. Michael G. Jeffrey F H. CDPKs - a kinase for ever Ca^2- signal?  〔J〕 . Trends in Plant Science, 2000， 1:54-159.

〔7〕Cheng S H. Wilmann M R. Chen H C. Sheen J. Calcium signaling through protein kinases. The Arabidopsis calcium-dependent protein  kinase gene family 〔J〕. Plant Physiol, 2002， 129:469-485.

〔8〕 Tavlor S S. Knighton D R. Zheng J, et al. A template for the protein kinase family〔J〕 . TIBS, 1993, 18:84 - 89.

〔9〕 Hetherington A. Trewavas A. Calcium- dependent protein kinase in pea shoot membranes 〔J〕. FEBS Lett. 1982,145:67-71.

〔10〕Walker J C. Zhang R. Relationship of a putative receptor protein kinase from maize to the S - locus glycoproteins of Brassica 〔J〕.Nature. 1990. 345:743 - 746.

〔11〕Harper J F. Sussman M R. Schaller G E. et al.  A calcium-dependentprotein kinase with a regulatory domain similar to calmodulin 〔J〕. Science.1991，252:951 - 954.

〔12〕Feiler H S. Jacobs T W. Cloning of the pea cdc2 homologue by efficient immunological screening of PCR products 〔J〕 . Plant Mol Biol,  1991，17:321 - 333.

〔13〕 Watiilon B. Kettmann R. Boxus P. et al. A calcium/caimodulin - binding serine/threonine protein kinase homologous to the mammalian   type II caicium/calmodulin - dependent protein kinase is expressed in plant cells 〔J〕 . Plant Physiol .1993,101: 1381 - 1384.

〔14〕Duerr B. Gawienowski M. Ropp T. et al. MsERK 1: a mitogen - activated protein kinase from a flowering plant 〔J〕 . Plant Cell, 1993,5:87- 96.

〔15〕Kieber J J. Rotenberg M. Roman Ct et al. CTRI. a negative regulator of the ethylene response pathway in Arabidopsis, encodes a  member of the raffamilv of protein kinases 〔J〕 . Cell. 1993，72:427-441.

〔16〕Chang C. Kwok S F. Bleecker A B. et al. Arabidopsis ethylene - response gene ETRI: similarity of product to two - component  regulators 〔J〕 .Science. 1993， 262:539 - 544.

〔17〕Subramaniam R. Despres C, Brisson N. A functional homolog of mammalian protein kinase C participates in the elicitor - induced       defense response in potato 〔J〕 . Plant Cell. 1997,9:653 - 664.

〔18〕Bush D S. Calcium regulation in plant cells and its role in signaling〔J〕 .Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 1995,46:95 - 122.

〔19〕Grabski S. Arnoys E. Busch B, Schindler M Regulation of actin tension in plant cells by kinases and phosphatases 〔J〕 . Plant Physiol,      1998，116:279 - 290.

〔20〕Yang Z. Signal transducing proteins in plants: an overview. In: Verma D P S. Signal transduction in plant growth and development 〔M〕 .Austrian: Springer-Verlag / Wien. 1996.1-38.

〔21〕 Hrabak E M. Dickmann L J. Satterlee J S. et al. Characterization of eight new members of the calmodulin - like domain protein kinase gene family from Arabidopsis thaliana 〔J〕. Plant Mol Biol. 1996，31：405-412.

〔22〕Putnam - Evans C L. Harmon A C, Cormier M J. Purification and characterization of a novel calcium - dependent protein kinase from soybean 〔J〕 . Biochem. 1990，29:2488 - 2495.

〔23〕Abo-E1-Saad M. Wu R. A rice membrane calcium - dependent protein kinase is induced by gibberellin f 〔J〕. Plant Physiol, 1995,108:787- 793.

〔24〕Yuasa T. Muto S. Ca^2-dependent protein kinases from thehalotolerant green alga Dunaliella tertiolecta： partial purification and Ca^2-- dependent association of the enzyme to the microsomes 〔J〕 . Arch Biochem Biophy. 1992,296:175 - 182.

〔25〕Sheen J. Ca--dependendent protein kinasess and stress signal transduction in plants 〔J〕 .Science. 1996,274:1089-1092.

〔26〕Pestenaacz A. Erdei L. Calcium-independendent protein kinase in maize and sorghum induced by polyethylene glycol 〔J〕. Physiol Plant.1996，97:360-364.

〔27〕Urao T. Katagiri T. Mizoguchi T, et al. Two gene that encode Ca^2--dependent protein kinase are induced by drought and high-salt stress in Arabidopsis thaliana〔J〕 . Mol Gen Genet. 1994,244:331-340.

〔28〕Saijo Y. Hata S. Kvozuka J, et al. Over-expression of a single Ca^2--dependent protein kinase confers both cold and salt/drought tolerance on rice plants 〔J〕 . Plant J,2000, 23:319-327  .

〔29〕Chico J M. Raices M. Tellez-inon M T,  et al. A calcium-dependent protein kinase is systemically induced upon wounding in tomato plants〔J〕Plant Physiol, 2002,128:256-70.

〔30〕Lee J, Rudd J J. Calcium-dependent protein kinases: versatile plant signalling components necessary for pathogen defence 〔J〕. Trends in PlantScience. 2002，7:97-98.

〔31〕Allwood E G. Davies D R. Gerrish C. et al. Regulation of CDPKs. including identification of PAL kinase, in bioticaily stressed cells of French bean 〔J〕 . Plant Mol Biol, 2002，49:533-544.

〔32〕Ullanat R and Jayabaskaran C. Distinct light-, cytokinin- and tissue-specific regulation of calcium dependent protein kinase gene  expression in cucumber (Cucumis sativus) 〔J〕 . Plant Science. 2002，162:533-163.

〔33〕Jaworski K Szmidt-Jaworska A. Tretyn A. et al. Biochemical evidence lot a calcium-dependent protein kinase from Pharbitis nil and its involvement in photoperiodic flower induction 〔J〕 . Phytochem. 2003，62:1047-1055 .

〔34〕Camoni L. Fullone M R. Matra M. et al. The plasma membrane H- ATPase from maize roots is phosphorylated in the C - terminal domain bra calcium - dependent protein kinase 〔J〕 . Physiol Plant. 1998， 104:549 - 555.

〔35〕Desbrosses Ct Stelling J. Eenaudin J P. Dephosphorylation activates the purified plant plasma membrane H+-ATPase. Possible function of phosphothreonine residues in a mechanism not involving the regulatory C - terminal domainof the enzyme 〔J〕 . Eur J Biochern.1998，251: 496 - 503.

〔36〕Pei Z M. Ward J M. Harper J F, et al. A novel chloride channel in Vciafaba guard cell vacuoles activated by the serine/threonine kinase. CDPK 〔J〕. EMBO J. 1996,23: 6564- 6574.

〔37〕Li J. Lee YRJ. Assmann SM. Guard cells possess a calcium-dependentprotein kinase that phospholates the KAT: a potassium channel〔J〕 . Plant Physiol. 1998，166:785-795.

〔38〕Hwang I H. Harper J F A calcium-dependent protein kinase can inhibit a calmodulin-stimulated Ca2+ pump (ACA2) located in the endoplasmic reticulum of Arabidopsis 〔J〕 . Proc Natl Acad Sci USA. 2000， 97:6224-6229.

收稿日期：2002-09-19

基金项目：山东省科技优秀中青年科学家奖励基金厅资助(NO.O213SOZ1).

作者简介：杨洪强（1965-  ），男，教授，博士导师.主要从事分子生理及逆境信号转导根系生理研究.

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