中山大学肖仕课题组揭示不同蛋白质降解途径互作调控ABA信号的新机理学术资讯

来源：BioArt植物
蛋白质的合成与降解平衡是真核生物细胞维持正常生命活动的关键。植物细胞内，蛋白质的降解主要通过泛素-26S蛋白酶体（ubiquitin-proteasome system）、液泡分选 (endosomal sorting) 和自噬 (autophagy) 等途径来进行。目前，植物细胞三种蛋白质降解途径各自的生理功能和作用机理已较为清晰，而对于不同蛋白质降解途径之间的交互作用机制所知甚少。
2020年8月5日，中山大学肖仕教授课题组在The Plant Cell在线发表了题为SINAT E3 Ubiquitin Ligases Mediate FREE1 and VPS23A Degradation to Modulate Abscisic Acid Signalling 的研究论文，揭示了拟南芥E3泛素连接酶SINAT家族蛋白通过介导蛋白酶体和液泡蛋白质降解途径的相互作用，调控ABA信号转导的机制。

FREE1与VPS23A是植物内吞体转运分选复合物（ESCRT）的关键组分。已有研究表明，FREE1和VPS23A与ABA受体蛋白PYR1和PYL4相互作用，促使其通过液泡途径降解，抑制ABA反应。
肖仕课题组通过蛋白质组学技术，发现FREE1和VPS23A是SINAT1的靶蛋白，其相互作用促进了FREE1和VPS23A的泛素化及降解，从而使得PYL4蛋白积累，激活ABA反应（图1）。遗传分析表明，与free1和vps23a突变体一致，SINATs的过表达植株表现为对ABA的超敏感性。进一步研究发现，SINATs蛋白在植物体内形成同源或异源寡聚体。有意思的是，SINAT蛋白的单体和寡聚体分别倾向于通过蛋白酶体和液泡途径降解。在ABA处理恢复期间，SINATs蛋白的寡聚体与其底物FREE1通过自噬途径发生共降解，从而联动三大蛋白降解系统，终止ABA反应，重设细胞内稳态。
图1. SINATs调控ABA信号转导和信号终止的工作模型。
该研究首次揭示了拟南芥SINATs调节蛋白酶体、液泡分选和自噬途径对话，精细调控ABA信号转导及信号终止的分子机理，为深入理解植物细胞内不同蛋白质降解途径的互作机制提供了重要的理论依据。
肖仕课题组毕业博士生夏凡女为论文的第一作者,肖仕教授为论文的独立通讯作者，香港中文大学姜里文教授、中南林业科技大学曾柏全教授、中山大学李剑峰教授和陈月琴教授是论文的共同作者，为课题的开展提供了必要的技术支持。该课题研究由国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金面上项目和中山大学“三大建设”专项项目资助。

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