全 文 ：植物生理学通讯 第 46卷 第 7期, 2010年 7月 637
收稿 2009-12-26 修定 　2010-04-30
资助 江苏省农业科技自主创新项目[0610803-5, cx (09)109]。
* 通讯作者(E-mail: sh iwei.guo@jaas.ac.cn; Tel: 025-
8 4 3 9 0 2 9 6 )。
植物中的 P-ATP酶
彭陈 1, 何冰 2, 郭士伟 1,*
江苏省农业科学院 1粮食作物研究所, 江苏省优质水稻工程技术研究中心; 2农业生物技术研究所, 南京 210014
提要: P-ATP酶是指位于质膜上、由ATP驱动的一类经历磷酸化的阳离子泵, 它普遍存在于各种生物中, 广泛参与植物的
离子运输、细胞信号转导、细胞膜形态建成等, 与植物的离子养分吸收运输、逆境抗性等密切相关。
关键词: 植物 P-ATP酶; 结构与功能; 基因表达调节
P-ATPases in Plants
PENG Chen1, HE Bing2, GUO Shi-Wei1,*
1Institute of Food Crops, Jiangsu High Quality Rice R & D Center, 2Institute of Agro-Biotechnology, Jiangsu Academy of Agricul-
tural Sciences, Nanjing 210014, China
Abstract: There are many kinds of P-ATPases in the plasma membrane of plants, which participating in cation
trans-membrane transport, cell signal transduction, and establishment of the cell membrane. The P-ATPases are
very important for the plants nutrition ion uptake, and the resistance ability under stress environment.
Key words: P-ATPases in plants; composition and function; gene expression regulation
ATP酶是能够水解ATP产生能量, 使离子逆
电化学势梯度进行跨膜运输的膜载体蛋白。植物
细胞膜上的ATP酶有3类: 第一类主要是位于质膜
上的 P型ATP酶, 它是由ATP驱动的一类可以被
磷酸化的阳离子泵; 第二类主要是存在于液泡膜上
的V型ATP酶, 它的主要功能是利用ATP水解产
生的能量, 将质子从胞质泵至液泡内, 使液泡酸化;
第三类是耦联H+跨膜转运和ATP合成的F型ATP
酶, 主要存在于线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上(黄
有国 1996)。其中 P-ATP酶在植物离子运输(H+-
ATP酶、Na+/K+-ATP酶、Zn2+-, Cu2+-ATP酶)、
细胞信号转导(Ca2+-ATP酶)和细胞膜系统的稳定性
等方面有重要作用, 与植物养分的吸收和运输以及
植物抗性等密切相关。
1 P-ATPase家族种类和分布
1957年 Skou在研究蟹爪神经的阳离子传导
时, 发现了由K+驱动的ATP酶产生的跨膜电势, 现
在知道这是一种Na+/K+-ATP酶, 它利用ATP跨轴
突膜来传输Na+和K+离子。40年后, 1997年Skou
同 Boyer、Walker 一起因此获得诺贝尔化学奖
(Kühlbrandt 2004)。这是第 1个被发现的 P-ATP
酶。之后, 在真核生物、部分细菌和古生菌中陆
续发现P-ATP酶, P-ATP酶在这些生物中的作用非
常广泛(Baxter等 2003)。
迄今, 在模式植物水稻和拟南芥中已分别发现
了43和46个P-ATP酶家族(Baxter等2003; Axelsen
和Palmgren 2001), 数量远大于隐杆秀丽线虫(Caen-
orhabditis elegans) (21个)、黑腹果蝇(Drosophila
melanogaster) (13个)和酿酒酵母(Saccharomyces
cerevisiae) (16个)中 P-ATP酶家族(Saier等 2009)。
此外, 在其他植物中也有多种P-ATP酶的功能得到
鉴定, 如玉米(Frias等 1996)、甘蓝(Malmstrom等
1997)、西红柿(Wimmers等 1992)、马铃薯(Harms
等 1994)、苜蓿(Krajinski等 2000)以及多种藻类等
(Fukuhara等 1996)。
生物信息学作为基因组研究的有力武器, 广泛
地用来快速寻找新基因, 聚类分析是其中重要的研
究方面。Baxter等(2003)对水稻和拟南芥的P-ATP
酶进行了聚类分析, 按照运输的离子不同, 将这些
P-ATP酶大致分为 5个大的进化上相对接近的家
族, 这 5个家族又进一步衍生成 10个亚家族, 其中
6个亚家族 P1B [heavy-metal ATPases (HMA)]、P2A
[endoplasmic reticulum (ER)-type calcium ATPases
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(ECA)]、P2B [autoinhinhibited calcium ATPase
(ACA)]、P3A [autoinhinhibited H+ ATPase (AHA)]、
P4 [putative aminophospholipid ATPase (ALA)]和 P5
(P-type ATPase, type 5, P5)在拟南芥和水稻中共
有。在其他生物中发现的另外 4 个亚家族 P 1 A
(K+)、P2C (Na+/K+)、P2D (Na+或者Ca2+)和P3B (Mg2+)
在拟南芥和水稻中均不存在。这 6个亚家族根据
其蛋白序列的相似性又可被分为 23个簇(图 1)。
图 1 拟南芥和水稻 23个 P-ATP酶簇的
系统树(Baxter等 2003)
Fig.1 Phylogenetic tree of 23 clusters for Arabidopsis and
rice P-type ATPases (Baxter et al 2003)
到目前, 上述P-ATP酶只有少数被准确亚细胞
定位。利用融合绿色荧光蛋白和免疫检测技术, 确
定拟南芥中 P1B的AtHMA2位于质膜上, 将 PAA1/
AtHMA6与标记蛋白融合后检测到该蛋白存在于叶
绿体上(Baxter等 2003)。拟南芥和水稻中已被定
位的 P-ATPases簇在亚细胞中的位置见表 1。
2 P-ATPase蛋白结构、作用机理和大致功能
2.1 酶的结构 对酶结构的了解是认识酶作用机理
的基础。酶结构的研究主要借助 X- 射线、核磁
共振等物理学方法。获得高纯度的酶蛋白是开展
酶结构研究的基础。酿酒酵母(Saccharomyces
cerevisiae)具有特异表达H+-ATP酶的功能, Jahn等
(2001)将拟南芥的质膜H+-ATP酶与His6标签融合
后在酿酒酵母中高效异源表达, 通过 Ni2+-NTA
(nitrilotriacetic acid)层析获得了高纯度的拟南芥质
膜H+-ATP酶, 立体投影图的结构解析分辨率达8 Å。
利用X-射线技术对Ca2+-ATP酶和H+-ATP酶结构
的测定发现, 酶的核苷酸结合位点和磷酸化结合位
点的距离竟有25 Å, 而磷酸化位点和离子结合位点
之间的距离则更大, 大约为45 Å, 这出乎人们所料,
当然这些结合位点的很多细节还需要进一步研究
(Toyoshima等 2000)。核磁共振(NMR)技术是目
前测定蛋白结构最精细的方法, 利用该技术测得的
蛋白磷酸化结构域的分辨率已经达到1.2 Å (Lahiri
等 2009)。但是NMR技术对待测蛋白的结晶纯度
要求很高, 对于P-ATP酶等这样的膜蛋白来说获得
高纯度的结晶非常困难。利用NMR曾对Na+/K+-
ATP酶等核苷酸结合域结合和未结合ATP两种情
况下的结构差异进行过研究, 获得了一些很有用的
信息(Hilge等 2003)。
植物P-ATP酶都是多结构域的膜蛋白, C端和
N端都位于膜上细胞质的一侧, 分子量在 70~150
kDa (Kühlbrandt 2004)。家族中各成员的结构不尽
相同。拟南芥中有 7个 P1B ATP酶, 分别是HMA、
PAA1、RAN1、HMA1、HMA2、HMA4和HMA3,
均参与重金属的运输。P1B ATP酶的典型特征是具
有较短的C端结构域和非常大的N端结构域, 其中
N端含有重金属结合域(heavy metal-associated,
HMA), 该结构域为 31个氨基酸, 具有GMTCxxC
的结构特征。但是HMA2和HMA4的结构和其他
同类完全不同, 二者具有很长的 C端结构域, 在这
个长的C末端中还有CC的二肽和富含His的结构
域, 这些结构也具有HMA结构域的功能, 能参与重
金属的结合(Williams等 2000)。
2.2 作用机理 P-ATP酶包括多种阳离子泵, 对酸稳
定, 通过其中的Asp (天冬氨酸)残基的磷酸化循环
来发挥作用, 可被其状态转换的类似物钒酸盐抑制
(Kühlbrandt 2004)。目前普遍认可的 P-ATP酶运
输离子的模型是酶的两种构象状态E1和E2转换假
说, 认为酶存在 E1和 E2两种构象状态, 这两种构
象状态对所运输离子的亲和力不同, 通过这种构象
循环变化实现离子的运输。E1和 E2之间的转变
要经历一些中间状态, 这些状态之间的转变都是可
逆的, ATP驱动其上一个非常保守的天门冬氨酸的
磷酸化为状态转变提供能量(图 2)。状态转变类似
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2.3 酶的功能 大多数 P-ATP酶都参与阳离子(H+、
Na+/K+、H+/K+、Ca2+、重金属)跨高浓度的摄入
或(和)排出, 少数运输磷脂(Baxter等 2003)。人类
中的 P-ATP酶在神经波的传递、肌肉纤维的放
松、肾的分泌和吸收、胃的酸化和小肠内的营养
吸收等多方面作用广泛(Thever和 Saier 2009), 严
重影响人体健康的Menkes病(是一种罕见的X连锁
隐性遗传病, 铜吸收障碍)和肝豆状核变性(Wilson)
病(是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍疾病)就
是由于运输铜的一种P-ATP酶缺乏造成的(Hardman
2007)。植物中H+-ATP酶的基本功能是产生电化
学质子梯度, 质子梯度作为原动力驱动其他二级运
输系统使植物吸收养分, 同时调节细胞间 pH。植
物中 P2A ATP酶的功能是运输 Ca2+, 与动物中的肌
细胞肌浆网(sarco- and endo-plasmatic reticulum,
SERCA pumps)的Ca2+-ATP酶和真菌及动物一些分
泌途径的ATP酶类似, 此外还参与Mn2+的运输。
表 1 拟南芥和水稻中 P-ATPases各簇的亚细胞定位
Table 1 The subcellular localization of the Arabidopsis and rice P-type ATPases
成员数量
家族分支 底物 簇 亚细胞定位
水稻 拟南芥
P1B (HMA) Zn/Co; Cd/Pb? 1 1 1 ?
Zn/Co; Cd/Pb? 2 2 3 质膜(PM)
3 2 1 ?
4 1 1 ?
5 1 1 ?
6 1 1 ?
P2A (ECA) Ca/Mn 1 2 3 内质网膜(ER)
2 1 1 内质网膜(ER)?
P2B (ACA) Ca 1 3 3 内质网膜(ER)?
2 4 2 液泡膜(Vac)
3 1 2 ?
4 3 3 质膜(PM)
P3A (AHA) H 1 3 2 质膜(PM)
2 2 4 质膜(PM)
3 1 1 质膜(PM)?
4 3 3 质膜(PM)?
5 1 1 质膜(PM)?
P4 (ALA) PL?; Zn/Co? 1 3 1 ?
2 3 5 ?
3 1 4 ?
4 1 1 ?
5 2 1 ?
P5 (P5) Ca? 1 1 1 ?
　　P -A T P 酶家族名称后面括号内为对应的蛋白名称。？表示有待进一步验证的结果。
图 2 酶作用机理的 Post-Albers模型
(Post等 1972; Albers 1967)
Fig.2 The Post-Albers model of P-ATPases enzyme action
(Post et al 1972; Albers 1967)
ion 1 表示一种离子, ion 2 表示另外一种离子。m、n 表
示离子数目。E 1、E 2 分别表示酶的两种状态。E 1 - P、E 2 -
P 分别表示两种状态下的磷酸化形式。
物钒酸盐是将酶限制在磷酸化阶段(E2-P)而抑制酶
的活性(Jahn等 2001)。
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P2B ATP酶也参与 Ca2+的运输, 它们与哺乳动物的
质膜 Ca2+-ATP酶 (PMCA泵)和酵母的 PCA1 ATP
酶类似(Axelsen和Palmgren 2001)。由此可以看出,
P-ATP酶在代谢中的作用处于中心地位(Portillo
2000)。
不同种类生物的 P-ATP酶具有特异性。Na+
可以产生渗透势, 因而对大多数生物细胞具有毒害,
需要从细胞质中及时排出, 动物和真菌中存在分别
属于 P2C的Na+/K+-ATP酶和 P2D的Na+-ATP酶, 它
们承担着排出Na+的功能。但是目前拟南芥中还
没有发现这样的Na+泵。目前在拟南芥的双膜系
统(质膜和液泡膜)上发现了一些具有相同功能的
Na+/H+反向运输体(antiporter) (Axelsen和Palmgren
2001)。SOS1基因编码一个这样的质膜反向运输
体, 而 NHX1则编码了一个液泡膜的反向运输体
(Axelsen和 Palmgren 2001)。拟南芥有 3个与质膜
SOS1相同的反向运输体、4个与液泡膜 NHX1相
似的反向运输体。除此之外, 在植物和其他真核生
物中不存在原核生物中广泛存在的Kdp K+-ATP酶
(Thever和 Saier 2009)。
3 P-ATPase基因序列特性
水稻和拟南芥分别属于单子叶和双子叶植物,
单子叶植物基因组序列的典型特征是具有GC含量
的负梯度现象, 双子叶植物则不存在该现象(Yu等
2002)。单子叶植物水稻中80%左右(33/43) P-ATP酶
基因的GC含量都具有负梯度现象, 但是OsAHA9、
OsALA9和 OsALA1三个 P-ATP酶基因 GC含量
变化不明显。而双子叶植物拟南芥中 AtHMA5则
有梯度存在, 只是梯度不明显。此外水稻和拟南芥
的P-ATP酶基因大小也有很大差异, 水稻P-ATP酶
基因内含子平均长度大约是拟南芥的2倍(Baxter等
2003)。
P-ATP酶由大约10个基因进行编码, 具有9个
保守基序(motif), 这些基序的功能已经得到鉴定。
不同家族的基序特点不同, 特异的基序可能决定了
该家族的底物类型和作用方式(Thever 和 Sa i er
2009)。基序 1 (PGD)同 2和 3协同作用于酶从 E1
状态向E2状态的转换, 其中氨基酸G是最保守的,
而P是变化最大的, 不同家族该部位的氨基酸不同,
D的保守性相对 P较强, 但可以被其他残基如A、
T、N、Q和 H取代。基序 2 (PAD)中 P和 D非
常保守。基序 3 (TGES)的保守性最强, 在已经确
定的 13个未知家族中, 这个基序没有任何变化。
基序 4 (PEGL)的作用是能量转换, 相对基序 3, 基
序 4的保守性要弱, 在家族 2 Ca2+-ATP酶和动物及
真菌的家族1 Na+/K+-ATP酶中保守性较强, 在植物
中它以 PIAM形式出现, 而且比较保守, 该基序在
家族和组织中的特异性, 说明它可能决定酶的底物
离子特异性。基序 5 (DKTGTLT)是磷酸化位点,
在所有的家族和组织中都是完全保守的, 但L有时
可被替换为 I或者V。基序 6 (KGAPE)是ATP结
合位点, 也是非常保守的, 尤其 KGA亚基序。基
序 7 (DPPR)在家族 1、2、3、4和 9中非常保守,
在家族5和6中该基序的氨基酸序列为D (MASTP)-
(LIVC) (RK), 它在将磷酸从ATP向酶的转移中起作
用, 同时对ATP水解过程中的底物选择也起作用。
基序 8 (MVTGD)在酶的磷酸化方面起催化作用。
基序9是一个23个残基的铰链基序, 它将酶的结构
域C和C末端水解结构域连接, 在酶的构象转换中
起作用, 保守性一般(Thever和 Saier 2009)。
4 P-ATP酶的表达调控
4.1 影响 P-ATP酶活性的因素 多种因素如光、
激素(Frias等 1996)、毒素(Würtele等 2003)、营
养(单树花等 2006)、盐胁迫(赵昕等 2009)、Ca2+
等都可影响 P-ATP酶的表达及活性。植物细胞中,
激素如生长素可以通过诱导一些特定同工酶的表达
而上调酶的活性(Frias等1996)。在NaCl盐胁迫下,
盐生植物盐芥叶片和根质膜的H+-ATP酶活性显著
升高(赵昕等 2009)。由于 P-ATP酶在细胞代谢中
处于中心地位, 因此胞内或胞外刺激虽然可加强酶
的活性或增加酶基因的表达, 但其活性或者基因表
达仍受到严格地控制。
4.2 基因表达水平的调节 植物质膜H+-ATP酶由
多基因编码, 基因表达依赖于细胞类型、发育阶段
以及环境因子。不同的同源基因经常出现在同一
植物的不同组织中, 同时, 同一细胞中还可同时存
在多种不同动力学特征的同工酶(杨颖丽等2006)。
影响不同同工酶活性的因素不同。
很多植物ATP酶基因的转录本具有一个特别
长的 5非翻译区(leader sequence, 前导序列), 其中
含有一个短的开放阅读框, 该前导序列可能通过翻
译再起始的方式激活酶基因的翻译(Portillo 2000)。
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4.3 酶蛋白水平 植物H+-ATP酶具有一个大约100
个氨基酸残基的 C端调节 R域(R-domain), 依赖其
中的酪氨酸(Thr)残基的磷酸化和去磷酸化实现酶
活性的调节。在去磷酸化状态时, R域中位于细胞
质的一些结构域由于结合上一个抑制位点而使H+-
ATP酶失去活性。拟南芥突变体中该抑制位点突
变后 H +-ATP 酶的活性不再受到抑制(P or t i l l o
2000)。
植物经壳梭孢菌素处理后, 叶片质膜H+-ATP
酶的活性增强, 引起气孔打开, 导致植物叶片失水,
萎焉, 易被真菌感染(Kühlbrandt 2004)。壳梭孢菌
素处理后叶片质膜H+-ATP酶的动力学特性表现为
Km值减小, Vmax值增大, 最适 pH 值向碱区移动
(Lanfermeij和 Prins 1994), 这与去除 C末端后植物
质膜H+-ATP酶表现的动力学特性相似。因此, 可
以推测壳梭孢菌素可能是通过改变酶分子 C末端
的构象而影响质膜H+-ATP酶的活性。早期的研究
认为, 壳梭孢菌素是直接和酶分子作用而影响质膜
H+-ATP酶。现已证明壳梭孢菌素是通过稳定质膜
H+-ATP酶磷酸化的R域和14-3-3蛋白之间的互作,
来发挥对质膜H+-ATP酶活性的调节作用(Sze等
1999), 其影响几乎不可逆转。14-3-3调节蛋白是
真核蛋白中一个高度保守的具有多种调节功能的蛋
白质, 通常以二聚体形式存在。该蛋白是真核生物
信号转导通路的重要组分, 是酶蛋白功能的一个重
要调节物(Tzivion和Avruch 2002; Roberts 2003),
被认为是质膜H+-ATP酶的天然配体。用X-射线
对 14-3-3蛋白和磷酸化的五肽C-端及壳梭孢菌素
复合体的测定结果表明, 植物叶片质膜H+-ATP酶
R 域最后 5 个残基完全可以满足形成复合体
(Würtele等 2003)。
也有一些研究结论与此相反, 认为在酶的去磷
酸化状态下, 酶活性增强, 而磷酸化却抑制酶的活
性。如真菌病原体诱导番茄培养细胞H+-ATP酶的
去磷酸化(凌启阆等1998)和碱性磷酸酶介导烟草细
胞 H+-ATP酶的去磷酸化均激活了细胞质膜 H+-
ATP酶(Desbrosses等 1998)。
5 研究展望
P-ATP酶的发现已经有 50多年的时间, 目前
对P-ATP酶的研究仍然方兴未艾, 国际上的研究热
点集中在对酶基因结构和功能的认识、酶蛋白结
构的精细测定以及不断发现新的酶种类。国内在
这方面的研究也很活跃, 但是研究范围相对狭窄, 主
要集中在H+-ATP酶与植物耐盐性(宁德娟2007; 王
宝山和邹琦 2000; 赵昕等 2009; Zhang等 2002)、
H+-ATP酶及 Ca2+-ATP酶的信号转导方面(赵雅丽
等 2006; 韩宁等 2006)的研究上。鉴于 P-ATP酶
对植物代谢的重要性, 国内应加强P-ATP酶基础方
面的研究, 如结构测定、新基因克隆、酶功能研
究等。
生物信息学的发展和蛋白质结构测定方法的
进步, 为我们认识P-ATP酶提供了很大的便利。利
用NMR (核磁共振)技术, 已经将 P-ATP酶的精细
结构定位到 1.2 Å的精细水平, 这对研究酶的作用
位点、调节位点和酶作用机理很有帮助。借助于
生物信息学, 水稻、拟南芥等植物中大部分P-ATP
酶的基因已经得到确认(Baxter等 2003), 但是这些
基因的具体功能还需要进一步的认真研究。利用
一些新的技术, 如利用人工 microRNA我们可以根
据要研究的基因序列, 方便地自行设计特异的
microRNA来沉默目的基因(Warthmann等 2008;
Schwab等2006), 帮助我们深入和准确地认识酶的
功能。
参考文献
韩宁, 邵群, 王宝山(2006). 盐地碱蓬液泡膜 Ca2+/H+逆转运蛋白
SsCAX1 N末端原核表达和多克隆抗体的制备. 植物生理学
通讯, 42 (4): 717~720
黄有国(1996). 植物细胞.见: 吴相钰, 赵微平, 匡廷云, 王学臣(主
编). 植物生理补充教材 -纪念 56 年教学讨论会 40 周年. 北
京: 北京植物生理学会, 1~17
凌启阆, 向左云, 刘华, 尚克进(1998). 质膜H+-ATPase磷酸化对
其活性的调节. 中国生物化学与分子生物学报, 14: 346~349
宁德娟(2007). 胡杨质膜 H+-ATPase基因 PePMA的克隆及异源
表达[硕士论文]. 北京: 北京林业大学
单树花, 宋克敏, 刘晶茹, 徐函兵(2006). 磷饥饿下番茄幼苗根系
液泡膜 H+-ATPase 活性的适应性变化. 植物生理与分子生
物学学报, 32 (6): 685~690
王宝山, 邹琦(2000). NaCl胁迫对高粱根、叶鞘和叶片液泡膜ATP
酶和焦磷酸酶活性的影响. 植物生理学报, 26 (3):181~188
杨颖丽, 杨宁, 安黎哲, 张立新(2006). 植物质膜 H+-ATPase的研
究进展. 西北植物学报, 26: 2388~2396
赵昕, 谭会娟, 丁楠(2009). NaCl 胁迫对盐芥质膜和液泡膜 AT-
Pase 活性的影响. 西北植物学报, 29 (4): 717~723
赵雅丽, 韩冰, 李淑芬, 王艳芳, 何江峰(2006). 液泡膜H+-ATPase
在植物的非生物胁迫响应和信号转导中的作用. 植物生理学
通讯, 42 (5): 812~816
植物生理学通讯 第 46卷 第 7期, 2010年 7月642
Albers R (1967). Biochemical aspects of active transport. Annu
Rev Biochem, 36: 727~756
Axelsen KB, Palmgren MG (2001). Inventory of the superfamily
of P-type ion pumps in Arabidopsis. Plant Physiol, 126 (6):
696~706
Baxter I , Tchieu J, Sussman MR, Boutry M, Palmgren MG,
Gribskov M, Harper JF, Axelsen KB (2003). Genomic com-
parison of P-type ATPase ion pumps in Arabidopsis and rice.
Plant Physiol, 132 (6): 618~628
Desbrosses G, Stelling J, Renaudin JP (1998). Dephosphorylation
activates the purified plant plasma membrane H+-ATPase:
possible function of phosphothreonine residues in a mecha-
nism not involving the regulatory C-terminal domain of the
enzyme. Eur J Biochem, 251: 496~503
Frias I, Caldeira MT, Perez-Castineira JR, Navarro-Avino JP,
Culianez-Macia FA, Kuppinger O, Stransky H, Pages M,
Hager A, Serrano R (1996). A major isoform of the maize
plasma membrane H+-ATPase: characterization and induc-
tion by auxin in coleoptiles. Plant Cell, 8: 1533~1544
Fukuhara T, Pak J, Ohwaki Y, Tsujimura H, Nitta T (1996). Tissue-
specific expression of the gene for a putative plasma mem-
brane H+-ATPase in a seagrass. Plant Physiol, 110: 35~42
Hardman B, Michalczyk A, Greenough M, Camakaris J, Mercer J
FB, Ackland ML (2007). Distinct functional roles for the
menkes and wilson copper translocating P-type ATPases in
human placental cells. Cell Physiol Biochem, 20: 1073~1084
Harms K, Wohner RV, Schulz B, Frommer WB (1994). Isolation
and characterization of P-type H+-ATPase genes from potato.
Plant Mol Biol, 26: 979~988
Hilge M, Siegal G, Vuister GW, Güntert P, Gloor SM, Abrahams JP
(2003). ATP-induced conformational changes of the nucle-
otide-binding domain of Na, K-ATPase. Nat Struct Biol, 10:
468~474
Jahn T, Dietrich J, Andersen B, Leidvik B, Otter C, Briving C,
Kühlbrandt W, Palmgren MG (2001). Large scale expression,
purification and 2D crystallization of recombinant plant
plasma membrane H+-ATPase. J Mol Biol, 309: 465~476
Krajinski F, Biela A, Schubert D, Gianinazzi-Pearson V, Kaldenhoff
R, Franken P (2000). Arbuscular mycorrhiza development
regulates the mRNA abundance of Mtaqp1 encoding a mer-
cury-insensitive aquaporin of Medicago truncatula. Planta,
211: 85~90
Kühlbrandt W (2004). Biology, structure and mechanism of P-type
ATPases. Nat Rev Mol Cell Biol, 5 (4): 282~295
Lahiri SD, Zhang GF, Dunaway-Mariano D, Allen KN (2009). The
pentacovalent phosphorus Intermediate of a phosphoryl
transfer reaction. Science, 299: 2067~2071
Lanfermeij ERFC, Prins HB (1994). Modulation of H+-ATPase
activity by fusicoccin in plasma membrane vesicles from oat
(Avena sativa L.) roots. Plant Physiol, 104 (4): 1277~1285
Malmstrom S, Askerlund P, Palmgren MG (1997). A calmodulin-
stimulated Ca2+-ATPase from plant vacuolar membranes with
a putative regulatory domain at its N-terminus. FEBS Lett,
400: 324~328
Thever MD, Saier Jr MH (2009). Bioinformatic characterization
of P-type ATPases encoded within the fully sequenced ge-
nomes of 26 eukaryotes. J Membrane Biol, 229 (6): 115~130
Portillo F (2000). Regulation of plasma membrane H+-ATPase in
fungi and plants. Biochim Biophys Acta, 1469: 31~42
Post RL, Hegyvary C, Kume S (1972). Activation by adenosine
triphosphate in the phosphorylation kinetics of sodium and
potassium ion transport adenosine triphosphatase. J Biol
Chem, 247: 6530~6540
Roberts MR (2003). 14-3-3 proteins find new partners in plant cell
signaling. Trends Plant Sci, 8 (5): 218~223
Saier Jr MH, Yen MR, Noto K, Tamang DG, Elkan C (2009). The
transporter classification database: recent advances. Nucleic
Acids Res, 37 (11): 274~278
Schwab R, Ossowski S, Riester M, Warthmann N, Weigel D (2006).
Highly specific gene silencing by artificial microRNAs in
Arabidopsis. Plant Cell, 18: 1121~1133
Sze H, Li XH, Palmgren MG (1999). Energization of plant cell
membra nes by H+-pumping ATPa ses: r egu la tion a nd
biosynthesis. Plant Cell, 11 (3): 677~690
Toyoshima C, Nakasako M, Nomura H, Ogawa H (2000). Crystal
structure of the calclum pump of sarcoplasmic reticulum at
2.6 Å resolution. Nature, 405: 647~655
Tzivion G, Avruch J (2002). 14-3-3 proteins: active cofactors in
cellular regulation by serine/threonine phosphorylation. J
Biol Chem, 277 (5): 3061~3064
Warthmann N, Chen H, Ossowski S, Weigel D, Herve P (2008).
Highly specific gene silencing by artificial miRNAs in rice.
PLoS ONE, 3 (3): 1~10
Williams LE, Pittman JK, Hall JL (2000). Emerging mechanisms
for heavy metal transport in plants. Biochim Biophys Acta,
1465: 104~126
Wimmers LE, Ewing NN, Bennett AB(1992). Higher plant Ca2+-
ATPase: primary structure and regulation of mRNA abun-
dance by salt. Proc Natl Acad Sci USA, 89: 9205~9209
Würtele M, Jelich-Ottmann C, Wittinghofer A, Oecking C (2003).
Structural view of a fungal toxin acting on a 14-3-3 regula-
tory complex. EMBO J, 22: 987~994
Yu J, Hu S, Wang J, Wong GK, Li S, Liu B, Deng Y, Dai L, Zhou
Y, Zhang X et al (2002). A draft sequence of the rice genome
(Oryza sativa L. ssp. indica). Science, 296: 79~92
Zhang WH, Chen Q, Liu YL (2002). Relationship between H+-
ATPase activity and fluidity of tonoplastin barley roots un-
der NaCl stress. Acta Bot Sin, 44 (3): 292~296