脅迫蛋白的合成與作用

近年來隨着分子生物學的發展，人們發現高溫、低溫、乾旱、病原菌、化學物質、缺氧和紫外線等多種因素刺激都會抑制原來正常蛋白的合成，同時誘導形成新的蛋白質，這些在脅迫下誘導產生的蛋白質可統稱爲脅迫蛋白。

1、熱激蛋白

在高於植物正常生長溫度刺激下誘導合成的新蛋白稱熱激蛋白，又稱熱休克蛋白。一般認爲高於植物生長最適溫度10～15℃時，熱激蛋白即迅速合成。熱激蛋白的產生在植物界具有普遍性，從低等的酵母到糧食作物（如大麥、小麥）、油料作物（如大豆、油菜）、蔬菜（如胡蘿蔔、番茄）以及棉花、菸草等各種植物，當遇到高溫脅迫時，都會產生熱激蛋白。生物體受熱激傷害後體內蛋白質變性劇增，熱激蛋白可與這些變性蛋白質結合，維持它們的可溶狀態或使其恢復原有的空間構象和生物活性。熱激蛋白也可以與一些酶結合成複合體，使這些酶的熱失活溫度明顯提高。

2、低溫誘導蛋白

在低於植物正常生長溫度刺激下合成一些特異性的新蛋白質稱爲低溫誘導蛋白，也稱冷響應蛋白、冷激蛋白，包括同工酶、抗凍蛋白、胚胎髮育晚期豐富蛋白等。同工酶能代替低溫下不能合成的酶蛋白行使功能；抗凍蛋白具有減少凍融過程對類囊體膜等生物膜的傷害、防止某些酶因冰凍而失活的功能；胚胎髮育晚期豐富蛋白是一類低溫誘導、水分脅迫、胚胎髮育晚期以及外源ＡＢＡ處理都能豐富表達的蛋白質。低溫誘導蛋白多數是高度親水的，它們的大量表達具有減少細胞失水和防止細胞脫水的作用，有助於提高植物對冰凍脅迫的抗性。

3、滲調蛋白

無論乾旱或鹽漬都能誘導出一些新的蛋白質，其中研究較多且較爲重要的是相對分子質量26000的蛋白。該蛋白在鹽適應細胞中的含量相當高，可達總蛋白質的10％～12％。該蛋白質的合成和積累是發生在細胞對鹽或乾旱脅迫進行逐級滲透調整過程，稱爲滲調蛋白或滲壓素。它的產生有利於降低細胞的滲透勢和防止細胞脫水，從而提高植物對鹽和乾旱脅迫的抗性。滲調蛋白的作用通過滲透調節來實現。

4、病程相關蛋白

病程相關蛋白是植物受到病原菌侵染後合成的一種蛋白或多種蛋白質，在植物體內的積累與植物局部誘導抗性和系統誘導抗性有關。近年來的研究證實，許多病程相關蛋白具有幾丁酶和β1，3葡聚糖酶活性，能夠抑制病原真菌孢子的萌發，降解病原菌細胞壁，抑制菌絲生長。β1，3葡聚糖酶分解細胞壁的產物還能誘導與其他防衛系統有關的酶系，從而提高植物抗病能力。

5、其他脅迫蛋白

植物在每種脅迫條件下都能誘導相應脅迫蛋白的產生。缺氧環境下植物體內會產生厭氧蛋白；紫外線照射會產生紫外線誘導蛋白；施用化學藥劑會產生化學藥劑誘導蛋白。不同逆境條件下有時能誘導出一些相同或相似的逆境蛋白，如缺氧、乾旱、鹽漬和脫落酸（ＡＢＡ）處理等都能誘導產生熱激蛋白，病程相關蛋白也可由某些化學物質，如高溫、水楊酸、乙烯誘導合成。這些現象暗示植物對環境脅迫的適應可能存在着某些共同的機制，一種抗性基因表達可能同時引發植物對幾種不同脅迫環境的抗性。