《黃花苜蓿E3泛素連線酶Mf630參與內質網脅迫回響的分子機制》是依託中國農業大學，由王濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黃花苜蓿E3泛素連線酶Mf630參與內質網脅迫回響的分子機制
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：王濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
內質網脅迫回響對維持細胞內穩態十分重要，目前研究主要集中在酵母和哺乳動物，植物中較少且為對酵母或動物同源基因的研究。鹽, 旱等環境脅迫能導致植物內質網脅迫，研究植物內質網脅迫回響機制對抗逆育種和新品種創製有重要意義。本課題組從黃花苜蓿中克隆到一個受鹽和乾旱誘導的含RING finger的基因Mf630。 前期結果表明Mf630有體外多聚泛素化活性，定位於內質網膜, 回響內質網脅迫，與內質網蛋白轉運複合體Sec61的γ亞基相互作用，但不影響Sec61γ降解。在此基礎上, 擬深入研究Mf630參與內質網脅迫的分子機制，主要研究內容包括以生理、遺傳，生物化學和分子生物學手段，確定脅迫誘導Mf630的生理學功能，分析 Mf630與Sec61複合體的相互作用，發掘參與脅迫產生變性蛋白降解系統的組分，明確Mf630與 Sec61γ作用的生物學意義，闡明Mf630參與內質網脅迫的分子機制。
結題摘要
內質網脅迫回響是維持細胞內穩態的重要反應。正常條件下，內質網分子伴侶幫助蛋白質正確摺疊；脅迫條件下，錯誤摺疊蛋白質通過內質網相關降解途徑（endoplasmic reticulum associated degradation，ERAD）降解，二者之間存在精確平衡，如果該平衡被打破，則會產生內質網脅迫。植物在面臨高鹽、乾旱、高溫等非生物脅迫或者生物脅迫下，均能導致內質網脅迫。本研究在分析黃花苜蓿非生物脅迫回響表達譜時，發現了一個受鹽和乾旱顯著誘導表達的 RING finger 基因，當時克隆並命名為 Mf630。BLAST 比對分析表明 Mf630 是一個新基因，在植物中沒有相關同源基因的研究報導。按照發表文章雜誌編輯的建議，我們後來用MfSTMIR (M. falcata salt tunicamycin-induced RING finger protein)替代Mf630。我們的研究結果首次發現了植物參與ERAD的E3泛素連線酶MfSTMIR，體外生化實驗證實MfSTMIR能夠促進ERAD通用底物CPY*的降解。我們進一步構建了35S:MfSTMIR過表達轉基因株系、MtSTMIR RNAi植物和Mtstmir-1突變體，通過遺傳學證據證實了在鹽脅迫和內質網脅迫下MtSTMIR能夠激活ERAD相關的標記基因的誘導表達，體內實驗證實了它是ERAD通路的活性組分。本研究提出了MfSTMIR工作模型：MfSTMIR與內質網脅迫關鍵轉運通道蛋白Sec61的γ亞基互作，和泛素結合蛋白UBC32協同參與由Sec61轉運出的錯誤摺疊蛋白的降解。本研究闡明了MfSTMIR參與內質網脅迫的分子機制，明確了MfSTMIR 和 Sec61γ作用的生物學意義，豐富了對植物內質網脅迫回響的認識，為植物抗逆育種提供了新的理論基礎。本項目作為第一標註發表2篇高水平SCI論文，包括：1篇Plant Journal和1篇Plant Cell。培養博士生4名，碩士生1名。
