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  • 湖南大学刘选明林建中课题组在水稻蛋白质的S-酰化修饰和耐盐性方面取得新进展

  • 发布时间:2022-05-23 04:51:10 来源:im体育官网登录  作者:im电竞

      原标题:​湖南大学刘选明/林建中课题组在水稻蛋白质的S-酰化修饰和耐盐性方面取得新进展

      S-酰化亦称棕榈酰化,是一种重要的蛋白质脂类修饰,主要涉及作为S-酰基转移酶的DHHC型锌指蛋白(简称DHHC)和S-酰化蛋白。蛋白质S-酰化修饰作为脂类修饰中唯一的可逆修饰,在蛋白质胞内定位、转运、分选、下游信号转导等过程中发挥着重要作用,广泛参与了植物生长发育和逆境响应的调控。已有研究报道,在模式植物拟南芥中有约9%的蛋白质被S-酰化修饰。因此,筛选和鉴定DHHC-S-酰化蛋白对并解析其生化机制,有助于更为精细地解析植物生长发育和逆境响应的调控网络。迄今,在植物中仅有10对DHHC-S-酰化蛋白见诸报道,而在水稻中却未见DHHC-S-酰化蛋白对的研究报道。究其原因可能是,DHHC为含多个跨膜结构域的蛋白,采用传统的酵母双杂交等互作蛋白筛选方法很难有效筛选到S-酰化蛋白的相应DHHC。

      随后,采用Pull-down和免疫共沉淀(Co-IP)等经典蛋白质互作分析方法对OsDHHC30-OsCBL2/3做了进一步的互作验证。通过酰基-生物素交换(ABE)和酰基-PEG交换(APE)法进一步证明,OsDHHC30在细胞内膜系统中分别将OsCBL2和OsCBL3的N端2个和4个半胱氨酸残基S-酰化,且该S-酰化修饰决定了OsCBL2/3的内膜系统(很可能为液泡膜)定位特性。盐和氧化胁迫响应分析发现,与野生型相比较,OsDHHC30过表达水稻株系对盐和氧化胁迫的耐受性显著提高,而其敲除株系osdhhc30则对盐和氧化胁迫更敏感(见图2)。该结果说明,OsDHHC30通过S-酰化修饰OsCBL2/3而正调控水稻对盐和氧化胁迫的耐受性。

      通过这项工作,作者建立了一种快速高效的筛选鉴定系统,用于分析植物S-酰化蛋白和DHHC的对应关系。该方法可用于水稻中OsDHHC-S-酰化蛋白对的快速筛选,也可以用于其他植物种类的相关研究,有助于阐明S-酰化修饰在植物生命活动过程中的分子机制。同时,所发掘的耐盐基因OsDHHC30和OsCBL2/3在水稻等作物的耐盐培育中具有良好的应用前景。

      课题组之前对水稻OsDHHCs和耐盐碱性进行过较为系统的研究,发现S-酰化修饰在类受体酪氨酸激酶STRK1介导的水稻盐胁迫信号转导途径中起着重要作用,且相关研究结果发表在Plant Cell等专业国际期刊。

      在读博士研究生田野,已毕业硕士研究生曾慧和在读硕士研究生吴继才、黄剑为该论文的共同第一作者。刘选明教授和林建中副教授为该论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、湖南省重大科技专项、湖南省自然科学基金等经费的资助,同时也得到了国家耐盐碱水稻技术创新中心、杂交水稻国家重点实验室和广西水稻遗传育种重点实验室的大力支持。

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