《蛋白質異戊烯化對植物中K63連線多聚泛素化的作用研究》是依託首都師範大學，由蕭偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：蛋白質異戊烯化對植物中K63連線多聚泛素化的作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蕭偉
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
泛素化是一種重要的翻譯後修飾方式,這種修飾參與真核細胞的多種途徑以及環境脅迫應答.與傳統的K48連線多聚泛素化介導蛋白降解的方式不同,K63連線多聚泛素化參與調控蛋白質活性,而這一過程需要Ubc13-Uev異源二聚體作為E2.多數多細胞生物中含有一個UBC13但卻有多個UEV基因,暗示著Uev在上述過程中充當調節亞基.我們實驗室首先報導了酵母、哺乳動物和植物細胞中的UBC13和Uev基因.我們最近發現一些植物的UEV基因含有一個C端異戊烯修飾基序,這一基序通常參與蛋白質膜錨定或者調節蛋白間相互作用.本項目中,我們將就Uev蛋白異戊烯化如何參與調節Ubc13-Uev活性進行研究,並尋找相應的E3以及底物.因為我們最近發現植物Ubc13缺失會展現出多種發育以及脅迫應答缺陷,我們期待這一項目可以解答泛素化和異戊烯化兩種不同的蛋白修飾方式是如何相互作用並參與到諸如激素信號及自然免疫等植物生理過程.
結題摘要
在真核生物中，蛋白質的活性以及功能的執行可以被其翻譯後修飾所調控。泛素化作為其中重要的修飾類型已受到廣泛地關注，除了常規的通過Lys48（K48）連線的多聚泛素化介導底物蛋白的降解之外，通過Lys63（K63）連線的非常規多聚泛素化也日益受到研究人員的重視。K63泛素化的底物已被證實能夠參與DNA損傷耐受、NF-κB信號通路、內吞等重要途徑當中，而對於植物中K63連線的泛素化修飾的功能與底物的研究還相對匱乏。目前，唯一已被證實的能夠催化K63多聚泛素鏈形成的泛素結合酶E2為Ubc13，該E2不能單獨行使K63多聚泛素鏈催化功能，必須藉由Ubc變體——Uev的輔助。本課題以Ubc13-Uev E2複合體作為研究對象，通過對二穗短柄草（Bd）中的UBC13和UEV1s的分離鑑定及功能分析，證明了其進化上與擬南芥（At）相應同源基因的保守性，並且能夠參與DNA損傷耐受途徑。研究結果還表明，相對於Ubc13在各物種中的高度保守與穩定表達來看，Uev1s的表達在時間與空間上均存在差異，這暗示著不同的Uev1s可能是作為參與不同信號途徑的調節者而發揮功能的。通過對植物中Uev1s的序列比對，將其分為兩類：一類與AtUev1A/1B相似度較高，在其C末端多出的18個胺基酸中存在異戊烯化修飾的靶位點Cys；另一類與AtUev1C/1D相似度較高，其C末端不存在可被異戊烯化修飾的潛在位點。細胞生物學與生化實驗表明：異戊烯化修飾位點的存在影響了AtUEV1A/1B參與DNA損傷耐受的功能，介導了它們與其它蛋白質之間的相互作用，增加了其在膜系統上的分布水平。經過對AtUev1A/1B雙突變植株的表型分析，初步確定其在內質網壓力回響中發揮作用，雙突變植株對內質網壓力較野生型不敏感，並且該表型與AtUev1A/1B能否被的異戊烯化有關。其作用機制可能通過調節下游相關轉錄因子NAC089的入核行為來進行調控。綜上所述，本課題通過探討模式植物中Ubc13和Uev的功能，為進一步研究植物中K63多聚泛素化的功能奠定了基礎；同時也有助於更好地理解多種不同的蛋白質翻譯後修飾是如何協同運作的。
