擬南芥PP2A調節機理研究

《擬南芥PP2A調節機理研究》是依託河北師範大學，由王瑞菊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：擬南芥PP2A調節機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王瑞菊
• 依託單位：河北師範大學

項目摘要

蛋白磷酸酶2A(PP2A)是真核生物中重要的蛋白磷酸酶之一。在植物中PP2A參與眾多的生理和發育過程,但是關於其調節機制的研究報導目前並不多見。本人博士期間的研究表明，在擬南芥中PP2A通過去磷酸化轉錄因子BZR1正向調節植物激素油菜素內酯（BR）的信號轉導途徑。同時我們的初步結果也表明PP2A的活性可能受到BR的調節，但是如何調節以及被誰調節都還不清楚。本項目擬以BR信號轉導為平台，通過BR對PP2A的組織和亞細胞定位、翻譯後修飾及活性的影響以及PP2A相互作用蛋白的篩選來研究擬南芥中PP2A在BR信號轉導中的調節機制，為深入了解植物PP2A的功能及作用機制提供線索。

結題摘要

PP2A是真核生物中廣泛存在的一種絲／蘇氨酸蛋白磷酸酶，由A、B、C三個亞基組成蛋白質複合體。其中A亞基是支架蛋白，C亞基是催化亞基，B亞基決定底物和亞細胞定位特異性；A、C亞基組成的核心蛋白酶通過與不同的B亞基組合分別行使不同的功能。油菜素內酯 (Brassinosteroids, BRs) 是調節植物正常生長發育的植物激素之一。本人前期的研究結果表明PP2A通過其 B′α和 B′β亞基與BR信號傳導途徑中的轉錄因子BZR1相互作用並將BZR1去磷酸化正向調節BR信號傳導途徑。本項目研究中我們發現不同的PP2A B′亞基在bri1-5突變體中過表達表型不一致。進一步研究表明PP2A 其他 B′亞基B′γ,η,κ,ζ,δ,θ 能夠與 BR信號轉導途徑的受體BRI1結合併介導PP2A全酶複合體去磷酸化BRI1從而負調節BR信號轉導。PP2A B′亞基均能與BZR1和BRI1結合。所不同的是正調節BR信號的 PP2A B′α, β在細胞核和胞質中均有定位，而所有發揮負向調節作用的 PP2A B′亞基均沒有細胞核定位。人為改變PP2A B′亞基的亞細胞定位的研究結果表明胞質定位的 PP2A 去磷酸化BRI1負調節BR信號，而細胞核定位的 PP2A 去磷酸化 BZR1正調節BR信號，表明亞細胞定位決定了PP2A 在BR信號轉導中的底物選擇和作用。通過質譜找到了位於 BRI1 C-末端自我抑制域的 PP2A 去磷酸化位點。該自我抑制域去磷酸化能夠與BRI1激酶域結合抑制BRI1的激酶活性。雖然我們的研究結果表明亞細胞定位決定了PP2A 在BR信號轉導中的作用，但是隨後的研究發現BR處理並不影響PP2A B′亞基的組織、亞細胞定位和PP2A全酶複合體的組裝及活性，而是通過在轉錄水平上上調發揮負向調節作用的PP2A B′ 亞基的轉錄從而使細胞內組裝成發揮負向調節作用的PP2A全酶複合體的相對含量增多，使PP2A的作用傾向於關閉BR信號。我們的研究不但揭示了BRI1活化後的滅活機制，進一步完善了BR信號轉導；同時為我們進一步了解PP2A在植物中的作用及其機理提供了範例。 此外通過免疫共沉澱和酵母雙雜交我們找到了很多潛在的PP2A B'β, B'η 和催化亞基 C5 的相互作用蛋白，為進一步研究PP2A在植物生長發育中的功能奠定了基礎。