《水稻小G蛋白Sar1介導蛋白質內質網轉運的機理研究》是田麗宏為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻小G蛋白Sar1介導蛋白質內質網轉運的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田麗宏
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
蛋白質的分選和運輸調控機制是生物學的熱點研究領域之一。COPII複合體介導蛋白質從內質網向高爾基體的運輸，其組分Sar1不僅負責啟動運輸小泡的轎民組裝，還參與貨物蛋白分選等其他調控過程，在蛋白轉運過程中發揮至關重要作用。植物中Sar1由多基因編碼，各亞型的具體功能及調控機制尚不清楚。本項目重點研究三擊炒諒個水稻Sar1亞型的功能霸遙熱及其特異性，利用細胞生物學、遺傳學等手段，從水稻生物體內和細胞水平分析各亞型的表達和功能特異性。同時提取內質網蛋白，藉助iTRAQ技術，研究各亞型在介導內質網蛋白轉運方面的異同。通過體內pull-down和酵母雙雜交篩選OsSar1相互作用蛋白，以期找到植物中調控Sar1的新因子。本研究結果有利於深入闡明植物Sar1各亞型參與的蛋白轉運複雜調控機制，完善植物COPII組分的功能及其複雜性、特異性，為植物中COPII介導的蛋白轉運研究提供新的視角，具有重要理論意義。
結題摘要
蛋白質的分選和運輸調控機制是目前生物學研究的熱點之一。蛋白質從內質網向高爾基體的運輸主要由COPII複合體介導，其組分Sar1不僅負責啟動運輸小泡的組裝，還參與貨物蛋白分選等其他調控過程，在蛋白轉運過程中發揮至關重要作用。植物中Sar1由多基因編碼，各亞型的具體功能及調控機制尚不清楚。水稻中有三個表達的戀臭說拜編碼Sar1的基因，分別命名為OsSar1A，OsSar1B和OsSar1C，組織表達定位表明三個基因在幼苗、根、莖、葉和種子中均有表達，鍵姜主但表達水平有明顯差異。本項目重點關注三個Sar1亞型的功能及其特異性，亞細胞定位表明 OsSar1a，OsSar1b，OsSar1c在細胞內形成特異的點狀結構可以與高爾基體和AtSec24共定位，分布於內質網運出位點，且三個亞型均在可溶性蛋白組分中表達相對較多，在膜組分中也有分布但相對較低，這一結果表明三個亞型均符合COPII複合體介導蛋白質從內質網向高爾基體運輸的特性。通過RNAi干擾技術獲得各個亞型特異表達降低的轉基因株系，在各個生長時期和細胞水平進行表型觀察，均未發現明顯異常，表明Sar1的三個亞型間存在功能冗餘。提取了水稻灌漿期種子的低水鹽溶蛋白，通過iTRAQ方法對Sar1 RNAi的種子蛋白變化進行了系統分析，結果顯示有405個蛋白的表達水平發生了2倍以上的變化，其中上調蛋白140種，主要參與蛋白修飾、蛋白轉運和蛋白降解，下調蛋白265種，主要參與代謝途徑與脅迫應答。進一步特異地提取水稻種子內質網蛋白，利用SWATH分析種子內質網脅迫的差異蛋白質組，差異表達蛋白有266個，其中上調蛋白105個，下調蛋白161個。KEGG代謝途徑分析顯示，光合生物的碳固定、碳代謝、內質網上蛋白加工、乙醛酸鹽代謝和胺基酸的生物合成代謝途徑在棕立朵內質網脅迫情況下顯著上調錶達。本研究結果深入闡明植物Sar1各亞型的特異性和功能冗餘性，為植物中COPII介導的蛋白轉運研究提供新的視角，具有重要理論意義。同時研究了多主譽境Sar1缺失引起的內質網脅迫機理，為後續研究奠定了基礎。
