Plant possesses particular Golgi-resident cyclophilin 21 proteins (CYP21s) and the catalytic isomerase activities have a negative effect on ABA signalling gene expression during early seedling development. Cyclophilins (CYPs) are essential for diverse cellular process, as these catalyse a rate-limiting step in protein folding. Although Golgi proteomics in Arabidopsis thaliana suggests the existence of several CYPs in the Golgi apparatus, only one putative Golgi-resident CYP protein has been reported in rice (Oryza sativa L.; OsCYP21-4). Here, we identified the Golgi-resident CYP21 family genes and analysed their molecular characteristics in Arabidopsis and rice. The CYP family genes (CYP21-1, CYP21-2, CYP21-3, and CYP21-4) are plant-specific, and their appearance and copy numbers differ among plant species. CYP21-1 and CYP21-4 are common to all angiosperms, whereas CYP21-2 and CYP21-3 evolved in the Malvidae subclass. Furthermore, all CYP21 proteins localize to cis-Golgi, trans-Golgi or both cis- and trans-Golgi membranes in plant cells. Additionally, based on the structure, enzymatic function, and topological orientation in Golgi membranes, CYP21 proteins are divided into two groups. Genetic analysis revealed that Group I proteins (CYP21-1 and CYP21-2) exhibit peptidyl prolyl cis-trans isomerase (PPIase) activity and regulate seed germination and seedling growth and development by affecting the expression levels of abscisic acid signalling genes. Thus, we identified the Golgi-resident CYPs and demonstrated that their PPIase activities are required for early seedling growth and development in higher plants.

中文翻译：

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高尔基体定位的亲环蛋白 21 蛋白在幼苗早期发育过程中通过肽基脯氨酰异构酶活性负调节 ABA 信号传导。

植物具有特定的高尔基体亲环素 21 蛋白 (CYP21s)，其催化异构酶活性对幼苗早期发育过程中 ABA 信号基因的表达具有负面影响。亲环蛋白 (CYP) 对不同的细胞过程至关重要，因为它们催化蛋白质折叠中的限速步骤。尽管拟南芥中的高尔基体蛋白质组学表明高尔基体中存在几种 CYP，但在水稻中仅报道了一种推定的高尔基体 CYP 蛋白（Oryza sativa L.；OsCYP21-4）。在这里，我们鉴定了高尔基体的 CYP21 家族基因，并分析了它们在拟南芥和水稻中的分子特征。CYP 家族基因（CYP21-1、CYP21-2、CYP21-3 和 CYP21-4）是植物特异性的，它们的外观和拷贝数因植物物种而异。CYP21-1 和 CYP21-4 是所有被子植物共有的，而 CYP21-2 和 CYP21-3 在锦葵科亚类中进化。此外，所有 CYP21 蛋白都定位于植物细胞中的顺式高尔基体、反式高尔基体或顺式和反式高尔基体膜。此外，根据高尔基体膜的结构、酶功能和拓扑方向，CYP21 蛋白分为两组。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。而 CYP21-2 和 CYP21-3 在 Malvidae 亚类中进化。此外，所有 CYP21 蛋白都定位于植物细胞中的顺式高尔基体、反式高尔基体或顺式和反式高尔基体膜。此外，根据高尔基体膜的结构、酶功能和拓扑方向，CYP21 蛋白分为两组。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。而 CYP21-2 和 CYP21-3 在 Malvidae 亚类中进化。此外，所有 CYP21 蛋白都定位于植物细胞中的顺式高尔基体、反式高尔基体或顺式和反式高尔基体膜。此外，根据高尔基体膜的结构、酶功能和拓扑方向，CYP21 蛋白分为两组。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。植物细胞中的反式高尔基体或顺式和反式高尔基体膜。此外，根据高尔基体膜的结构、酶功能和拓扑方向，CYP21 蛋白分为两组。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。植物细胞中的反式高尔基体或顺式和反式高尔基体膜。此外，根据高尔基体膜的结构、酶功能和拓扑方向，CYP21 蛋白分为两组。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。遗传分析表明，I组蛋白（CYP21-1和CYP21-2）表现出肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，通过影响脱落酸信号基因的表达水平调节种子萌发和幼苗生长发育。因此，我们确定了高尔基体的 CYP，并证明它们的 PPIase 活性是高等植物早期幼苗生长和发育所必需的。