胁迫蛋白的合成与作用

近年来随着分子生物学的发展，人们发现高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧和紫外线等多种因素刺激都会抑制原来正常蛋白的合成，同时诱导形成新的蛋白质，这些在胁迫下诱导产生的蛋白质可统称为胁迫蛋白。

1、热激蛋白

在高于植物正常生长温度刺激下诱导合成的新蛋白称热激蛋白，又称热休克蛋白。一般认为高于植物生长最适温度10～15℃时，热激蛋白即迅速合成。热激蛋白的产生在植物界具有普遍性，从低等的酵母到粮食作物（如大麦、小麦）、油料作物（如大豆、油菜）、蔬菜（如胡萝卜、番茄）以及棉花、烟草等各种植物，当遇到高温胁迫时，都会产生热激蛋白。生物体受热激伤害后体内蛋白质变性剧增，热激蛋白可与这些变性蛋白质结合，维持它们的可溶状态或使其恢复原有的空间构象和生物活性。热激蛋白也可以与一些酶结合成复合体，使这些酶的热失活温度明显提高。

2、低温诱导蛋白

在低于植物正常生长温度刺激下合成一些特异性的新蛋白质称为低温诱导蛋白，也称冷响应蛋白、冷激蛋白，包括同工酶、抗冻蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白等。同工酶能代替低温下不能合成的酶蛋白行使功能；抗冻蛋白具有减少冻融过程对类囊体膜等生物膜的伤害、防止某些酶因冰冻而失活的功能；胚胎发育晚期丰富蛋白是一类低温诱导、水分胁迫、胚胎发育晚期以及外源ＡＢＡ处理都能丰富表达的蛋白质。低温诱导蛋白多数是高度亲水的，它们的大量表达具有减少细胞失水和防止细胞脱水的作用，有助于提高植物对冰冻胁迫的抗性。

3、渗调蛋白

无论干旱或盐渍都能诱导出一些新的蛋白质，其中研究较多且较为重要的是相对分子质量26000的蛋白。该蛋白在盐适应细胞中的含量相当高，可达总蛋白质的10％～12％。该蛋白质的合成和积累是发生在细胞对盐或干旱胁迫进行逐级渗透调整过程，称为渗调蛋白或渗压素。它的产生有利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水，从而提高植物对盐和干旱胁迫的抗性。渗调蛋白的作用通过渗透调节来实现。

4、病程相关蛋白

病程相关蛋白是植物受到病原菌侵染后合成的一种蛋白或多种蛋白质，在植物体内的积累与植物局部诱导抗性和系统诱导抗性有关。近年来的研究证实，许多病程相关蛋白具有几丁酶和β1，3葡聚糖酶活性，能够抑制病原真菌孢子的萌发，降解病原菌细胞壁，抑制菌丝生长。β1，3葡聚糖酶分解细胞壁的产物还能诱导与其他防卫系统有关的酶系，从而提高植物抗病能力。

5、其他胁迫蛋白

植物在每种胁迫条件下都能诱导相应胁迫蛋白的产生。缺氧环境下植物体内会产生厌氧蛋白；紫外线照射会产生紫外线诱导蛋白；施用化学药剂会产生化学药剂诱导蛋白。不同逆境条件下有时能诱导出一些相同或相似的逆境蛋白，如缺氧、干旱、盐渍和脱落酸（ＡＢＡ）处理等都能诱导产生热激蛋白，病程相关蛋白也可由某些化学物质，如高温、水杨酸、乙烯诱导合成。这些现象暗示植物对环境胁迫的适应可能存在着某些共同的机制，一种抗性基因表达可能同时引发植物对几种不同胁迫环境的抗性。