《磷酸化修飾對大豆PM18（LEA3）蛋白增強植物耐旱性的影響》是依託深圳大學，由劉昀擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磷酸化修飾對大豆PM18(LEA3)蛋白增強植物耐旱性的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉昀
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
抗逆蛋白可通過可逆磷酸化修飾參與植物耐旱保護。作為胚胎晚期富集蛋白（LEA）的重要成員，LEA3蛋白可顯著增強植物的抗旱能力。然而目前仍未見LEA3蛋白存在磷酸化修飾的報導，磷酸化對LEA蛋白增強植物抗旱性的機制仍不清楚。我們前期研究發現大豆胚根PM18蛋白（LEA3）存在5個磷酸化修飾的異構體。本項目擬將正常培養、乾旱和恢復大豆幼苗根的磷酸化熱穩定蛋白進行雙向電泳。分析乾旱時PM18各異構體含量變化。利用液相-串聯質譜鑑定各異構體發生磷酸化修飾的胺基酸位點。由此獲知PM18蛋白中與抗旱密切相關的磷酸化位點。針對重要磷酸化位點設計突變基因mPM18，分析磷酸化對PM18蛋白增強擬南芥抗旱性的影響。利用圓二色譜以及酶活測定等方法研究磷酸化修飾對PM18蛋白二級結構和蛋白保護功能的影響。通過上述研究，闡明磷酸化修飾對LEA蛋白發揮抗旱保護功能的貢獻，揭示LEA蛋白提高植物抗旱性的分子機制。
結題摘要
磷酸化修飾調控蛋白質的構象、活性、穩定性和亞細胞定位，在真核生物的生命活動中發揮關鍵作用。胚胎晚期富集蛋白（LEA），尤其是第三組LEA蛋白（LEA3）可顯著增強植物的抗逆能力。然而目前仍未見LEA3蛋白存在磷酸化修飾的報導，LEA蛋白的抗逆機理仍不清楚。PM18為LEA3蛋白，我們前期實驗證明PM18蛋白可顯著提高擬南芥對乾旱脅迫的耐受性。通過本項目的研究，我們首次發現大豆PM18蛋白存在3個磷酸化位點，分別位於S90、Y136和T266。將磷酸化位點進行點突變並轉化酵母，通過比較酵母耐鹽能力證明了S90和Y136位點的磷酸化對PM18蛋白抗逆功能具有重要貢獻。在對PM18蛋白的抗逆機制研究時，我們發現PM18蛋白可防止polyQ蛋白在菸草細胞中的聚集。進一步將原核表達的PM18蛋白進行磷酸化和去磷酸化處理，再經圓二色譜和酶活保護功能研究，結果顯示磷酸化修飾對PM18蛋白的二級結構具有一定的影響，並可增強PM18蛋白對LDH酶的保護作用。此外，為進一步揭示PM18蛋白的抗逆機理，我們在該項目獲得的組學數據基礎上，深入分析發現了大量其他與抗逆相關的蛋白。其中多個蛋白的抗逆功能為首次發現。這些蛋白與PM18一起，共同參與植物抗逆。以上結果揭示了磷酸化修飾對LEA蛋白發揮抗逆保護功能的貢獻，為闡明大豆PM18蛋白參與植物抗逆的分子機制奠定了基礎。
