水稻研究新發(fā)現(xiàn) 抗病機(jī)制新認(rèn)識(shí)
點(diǎn)擊次數(shù)：1283 日期：2015/7/13 15:06:47
水稻研究新發(fā)現(xiàn) 抗病機(jī)制新認(rèn)識(shí)
泛素-蛋白酶體系統(tǒng)ubiquitin-proteasome system：一個(gè)多步驟反應(yīng)過程，有多種不同蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)先被泛素（多肽）標(biāo)記，然后被蛋白酶體識(shí)別和降解。通過這樣一個(gè)需要消耗能量的過程，細(xì)胞以高度特異方式對不需要的蛋白進(jìn)行降解。
該系統(tǒng)包括泛素、泛素活化酶E1，泛素結(jié)合酶E2s，泛素-蛋白連接酶E3s，26S蛋白酶體和泛素解離酶DUBs 1970年代末和1980年代初，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在以色列技術(shù)工程學(xué)院（Technion – Israel Institute of Technology）阿夫拉姆·赫什科的實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)，由于他在發(fā)現(xiàn)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)上的貢獻(xiàn)，阿夫拉姆·赫什科獲得了2004年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)
泛素蛋白酶體系統(tǒng)(ubiquitin-proteasome system, UPS)是降解細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的主要途徑，與植物的生長發(fā)育及對生物和非生物脅迫反應(yīng)密切相關(guān)。該系統(tǒng)主要由泛素活化酶(E1)、泛素交聯(lián)酶(E2)、泛素連接酶(E3)和26S蛋白酶體組成，其中，E3連接酶決定底物的特異性，調(diào)控植物的生長發(fā)育及抗病過程。王國梁研究團(tuán)隊(duì)在前期研究中發(fā)現(xiàn)水稻基因SPL11是含有U-box和ARM repeat結(jié)構(gòu)域的E3連接酶，負(fù)調(diào)控程序性細(xì)胞死亡和抗病防衛(wèi)反應(yīng)(Zeng et al., 2004, plant Cell)，但SPL11的底物及其作用機(jī)制一直還不清楚。
研究團(tuán)隊(duì)利用酵母雙雜交技術(shù)，發(fā)現(xiàn)6個(gè)SPL11互作蛋白(SPIN1-6)，其中SPIN6(Rho GTPase-activating protein, RhoGAP)是SPL11的底物，能夠被SPL11通過UPS途徑降解。更重要的是，該研究進(jìn)一步揭示了SPIN6通過調(diào)節(jié)其底物小G蛋白OsRac1(水稻抗病系統(tǒng)的重要元件)的活性，負(fù)調(diào)控水稻免疫防衛(wèi)反應(yīng)。基于多年研究結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)提出了SPL11、SPIN6和OsRac1調(diào)控水稻防衛(wèi)反應(yīng)的工作模型。研究結(jié)果揭示了蛋白泛素化途徑精確調(diào)控水稻抗病元件活性的分子機(jī)制，可為合理利用水稻抗性防治病害提供新思路和靶標(biāo)。
相關(guān)研究結(jié)果于2015年2月6日以“The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice”為題在線發(fā)表在院選SCI頂尖核心期刊《PLoS Pathogens》(科學(xué)公共圖書館病原)上。論文第一作者劉金靈為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士生。該研究得到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金以及農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助
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