JournalofExperimentalBotany封面故事之十一:(年第9期)
miR72靶基因是转录因子“PETALOSAeuAP2”,该基因的突变可以在不同植物物种中形成“doubleflower”的表型。在康乃馨中该转录因子存在一段完整的识别序列(上部的序列图中黄色下划线部分),在这段序列中的一段插入(下面的序列图中标红色下划线部分)就会破坏对应的3’end,从而产生“double-flower”表型。该基因的此功能也存在于矮牵牛花和蔷薇花中。
MP:ABI5的细胞定位介导的对ABA信号转导的调控作用蛋白水平上的调控包括蛋白质的氧化还原状态、蛋白稳定性、寡聚化及形成蛋白质复合物的能力以及蛋白质的亚细胞定位等。
.WD40蛋白参与了ABA信号转导过程中蛋白质定位的调控
XPO-InteractingWD40protein(XIW)是一个WD40蛋白,它可以与一个介导蛋白质从细胞核输出的受体蛋白Exportin(XPO)相互作用。由于该基因的双突变体xpoaxpob呈现致死表型,说明该基因介导的蛋白质细胞核-细胞质的之间的输出具有重要生理功能。
研究显示XIW蛋白在ABA及非生物胁迫条件下在细胞质与细胞核之间穿梭:
突变体xiw在种子萌发以及根系生长表型上呈现对ABA不敏感的表型,其潜在的分子机制在于XIW可以与ABA信号转导途径中的关键组分ABI5相互作用从而保持ABI5的稳定性。前期的研究表型XIW家族成员DDB-CUL4ASSOCIATEDFACTOR(DCAF)与ABI5的稳定性有关。
2.ABI5在亚细胞水平上移动穿梭的分子机制
bZIP家族转录因子包含3组(AtoM)。其中隶属A组的ABI5参与了ABA对种子萌发及萌发后幼苗生长的调控过程。ABI5可以结合ABRE(ACGTGG/TC)顺式作用元件,在蛋白水平上ABI5可以被泛素化、类泛素化、磷酸化以、脱磷酸化、S-亚硝基化调控。S-亚硝基化可以促进ABI5与CULLIN4-basedandKEEPONGOINGE3ligases相互作用,从而导致ABI5被蛋白酶体降解。
ABI5长期以来被认为定位于细胞核中,但是在ABA不存在的条件下,ABI5是在细胞质中通过KEEPONGOING(KEG)E3Ligase被降解的,说明ABI5是可以在不同的细胞组分中定位,其中XIW在ABA和非生物逆境条件下对ABI5的细胞核定位中发挥关键作用。而且ABA可以反馈激活XIW的表达。因此,XIW通过调控ABI5蛋白的细胞核定位揭示了调控ABA信号途径的一种新模式。
3.CYSTEINEREDOXSENSORS在平衡植物抗逆及生长发育之间的关系
细胞的氧化还原反应在平衡植物抗逆及生长发育之间的关系中发挥重要作用。例如氧化还原循环在种子休眠解除过程中发挥重要功能。氧化还原信号成为植物激素信号转导过程中的一个关键调控点。感受细胞氧化还原状态的蛋白质一个共性是其含有半胱氨酸残基。半胱氨酸残基是蛋白质发生S-glutathionylation和S-nitrosylation修饰的关键残基,它可以促使蛋白质发生构象变化从而抑制二硫键的形成,对转录因子而言这两种修饰可以抑制其结合启动子的能力。
ABI5可以通过nitricoxide(NO)发生S-nitrosylation修饰,这个过程也依赖于该蛋白中的半胱氨酸残基,发生S-nitrosylation修饰后ABI5可以与CULLIN4-basedandKEEPONGOINGE3ligases发生相互作用,从而导致其被降解。XIW蛋白在氧化胁迫状态向细胞核转运,将位的半胱氨酸突变为丙氨酸可以使其组成型定位于细胞核中,从而实现了ABA信号的持续传递。
小结:蛋白质在细胞质与细胞核之间的穿梭是植物信号转导过程中的一个关键调控因素。本研究揭示了XIW-ABI5相互作用在ABA信号转导过程中的作用。
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