硝基脂肪酸在植物中的信号转导机制与细胞内分布及其生理意义

《Plant Science》：Nitro-Fatty Acid Signaling and Intracellular Biodistribution in Plants

本综述系统阐述了硝基脂肪酸(NO2-FAs)作为新型信号分子在植物系统中的生物合成、细胞内分布及其调控机制。重点探讨了NO2-FAs通过释放一氧化氮(NO)和诱导蛋白质硝基烷基化等翻译后修饰(PTMs)，动态调节抗氧化酶活性（如APX2、CAT2）的分子机制，揭示了其在植物发育和逆境响应中的重要生物学功能。

　　

章节亮点

NO₂-FAs的生物发生机制

如上所述，多不饱和脂肪酸(PUFA)能够与非酶促反应性一氧化氮(NO)及其衍生物（包括二氧化氮(NO₂)和过氧亚硝酸盐(ONOO^-)）发生反应。这种相互作用形成了称为硝基脂肪酸、硝基脂质或硝基烯烃的化合物。

NO和二氧化氮(NO₂)是脂肪酸硝化过程的主要化合物。目前仅发现两种生物学相关的NO₂-FAs形成机制...

NO₂-FAs的分布和内源性存在

NO₂-OA、NO₂-LA、NO₂-cLA和NO₂-Ln是植物系统体内最常见的NO₂-FAs。特别值得一提的是，NO₂-FAs首次在橄榄果实和特级初榨橄榄油(EVOO)中被检测到，其中NO₂-OA和NO₂-cLA被鉴定为与半胱氨酸形成的加合物。后续研究揭示了这些NO₂-FAs在多种植物物种中的存在...

NO₂-FAs作为NO供体的细胞储库

NO₂-FAs能够释放NO，这一特性与其潜在的生物学功能密切相关。然而，涉及此释放的机制尚未完全阐明，仍存在争议。目前提出了两种主要机制...

NO₂-FAs储存生物分子和细胞内定位

如前所述，由于NO₂-FAs的反应性，这些分子在植物细胞中内源性存在时并非主要以游离形式存在，而是要么与更复杂的脂质酯化，要么与蛋白质形成加合物。因此，复杂脂质和蛋白质都成为NO₂-FAs的储存生物分子，它们甚至成为更稳定和普遍存在的NO储库。NO₂-FAs脂质储存的主要形式是植物甾醇酯(SE)...

NO₂-FAs介导的基因表达调控

向脂肪酸添加硝基团赋予其高化学反应性，将NO₂-FAs转化为生物活性分子。这种反应性使它们能够通过多种机制发挥多效性作用，例如通过硝基烷基化和S-亚硝基化对蛋白质进行翻译后修饰，以及通过激活氧化还原信号通路来调节基因表达。目前对植物中NO₂-FAs介导的基因调控了解仍然有限。仅进行了一项转录组学分析...

植物中NO₂-FAs的相关方面和未来展望

迄今为止，已在植物系统中鉴定出各种类型的NO₂-FAs，包括NO₂-OA、NO₂-LA、NO₂-cLA和NO₂-Ln。这些化合物已在多种植物物种以及不同的细胞器（包括线粒体、过氧化物酶体和膜）中检测到。这一发现表明NO₂-FAs在植物界广泛分布并在细胞水平存在。

结论