轉自華南師范大學網站
2023年5月22日,我校生命科學學院的賴建彬教授和陽成偉教授合作在國際頂尖期刊《The EMBO Journal》發表了題為《Salicylic acid attenuates brassinosteroid signaling via protein de-S-acylation》(水楊酸通過蛋白質去棕櫚酰化削弱油菜素內酯信號)的研究論文。該研究發現水楊酸誘導擬南芥去棕櫚酰化酶ABAPT11表達,以此降低油菜素內酯信號關鍵激酶BSK家族蛋白的棕櫚酰化修飾水平,從而削弱油菜素內酯信號通路。
油菜素內酯是一類重要的植物激素,對植物發育和作物產量具有關鍵的調控作用。油菜素內酯信號與多種激素通路之間存在相互作用,但水楊酸對油菜素內酯通路的調控機制還有待研究。棕櫚酰化(又稱為S-酰化)是一種重要的翻譯后修飾,通過將長鏈脂肪酸(通常是棕櫚酸)通過硫酯鍵共價結合到蛋白質的半胱氨酸殘基上以調控其定位和功能。棕櫚酰化是動態可逆的,但是蛋白質去棕櫚酰化在植物激素信號調節中的作用還不清楚。
擬南芥BSK蛋白家族含有12個成員,在油菜素內酯信號轉導中發揮關鍵作用。該研究發現大部分的BSK家族成員在植物細胞中都受到棕櫚酰化修飾。棕櫚酰化的缺失導致BSK蛋白從質膜向細胞質擴散,說明該修飾是其質膜定位所需要的。棕櫚酰化位點突變減弱了BSK1與油菜素內酯受體BRI1的相互作用,從而影響了BSK在植物發育調控中的功能。水楊酸處理降低了BSK1蛋白的棕櫚酰化水平,導致其亞細胞定位變化,并抑制了其生理功能。系統性篩選發現去棕櫚酰化酶ABAPT11的過量表達改變了多數BSK成員的亞細胞定位。生化數據表明過表達ABAPT11降低了BSK1和BSK3的棕櫚酰化水平,證實ABAPT11是BSK的去棕櫚酰化酶。水楊酸快速誘導了ABAPT11基因的表達及其蛋白的積累;而水楊酸對BSK1棕櫚酰化和亞細胞定位的影響都依賴于ABAPT11。表型分析表明ABAPT11的突變導致油菜素內酯和水楊酸共同處理時下胚軸和主根發育的響應發生變化,說明ABAPT11參與這兩種激素的互作調控。因此,該論文揭示了水楊酸誘導的蛋白質去棕櫚酰化對BSK所介導的油菜素內酯信號轉導的調控機制,有助于深入理解蛋白質動態修飾在植物激素互作中的作用。
《The EMBO Journal》是國際生物學頂級期刊(IF= 14.012)。我校生命科學學院賴建彬教授和陽成偉教授為該論文的共同通訊作者。我校生命科學學院在讀博士研究生劉曉詩、已畢業的碩士研究生陳子岸、在讀碩士研究生黃麗婷和歐陽有為是該論文的共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金和廣東省基金等項目資助。