脱落酸受体调控研究取得进展
来源：遗传发育所 2020-09-23 07:31
脱落酸（Abscisic acid，ABA）作为主要的植物激素之一，参与植物生长发育、各种生物和非生物胁迫应对过程。在不良环境胁迫下，植物细胞中ABA含量的增多，是植物感受和应对外界环境的信号。因此，通过对ABA信号转导通路分子机理的探索和研究，有望发掘相关功能基因，培育抗旱耐盐等优良性状的作物。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗研究组和西班牙Ped
脱落酸（Abscisic acid，ABA）作为主要的植物激素之一，参与植物生长发育、各种生物和非生物胁迫应对过程。在不良环境胁迫下，植物细胞中ABA含量的增多，是植物感受和应对外界环境的信号。因此，通过对ABA信号转导通路分子机理的探索和研究，有望发掘相关功能基因，培育抗旱耐盐等优良性状的作物。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗研究组和西班牙Pedro L. Rodriguez实验室前期的研究工作分别发现，参与内膜运输途径的ESCRTs（Endosome Sorting Complex Required for Transports）复合体组分VPS23A和FYVE1/FREE1，通过识别ABA受体PYL4，介导ABA受体进入内膜运输途径，从而进入液泡中进行降解，影响ABA受体的定位和蛋白稳定性（Belda-Palazon et al.， 2016； Yu et al.， 2016）。在VPS23A参与调控ABA信号途径的研究过程中，研究团队发现ABA处理也影响VPS23A的稳定性，从而启动植物ESCRT复合体组分蛋白稳定性领域的研究。
谢旗研究组发现VPS23A可通过26S蛋白酶体途径降解，并被K48位连接的泛素链修饰。K48位连接的泛素链修饰往往导致被修饰蛋白进入26S蛋白酶体途径进行降解。通过IP/LC-MS-MS的方法，鉴定到与VPS23A互作的候选蛋白XBAT35。XBAT35是一个RING类型的E3泛素连接酶，能够与VPS23A相互作用。xbat35突变体在子叶变绿和根长生长方面表现出对ABA不敏感的表型，且在干旱处理下，植株存活率下降；这与vps23a突变体的表型相反，暗示XBAT35作为一个E3泛素连接酶可能通过泛素化修饰而负调控VPS23A蛋白稳定性。生化实验证明，XBAT35能够促进VPS23A蛋白的降解，并可直接介导VPS23A的K48连接的泛素链修饰。因此，VPS23A是XBAT35的一个降解型泛素底物蛋白。进一步实验表明，ABA促进XBAT35对VPS23A的降解作用，从而释放VPS23A对PYL4蛋白的抑制作用，帮助植物激活ABA信号通路以应对外界环境胁迫。该研究进一步阐明ESCRT复合体在ABA信号接收中的响应和调控机制，并揭示植物中两条主要的蛋白降解途径，包括ESCRT复合体参与的内膜运输降解途径和泛素蛋白酶体降解途径，如何通过影响ABA受体的蛋白水平而精细调节ABA信号的激活和去激活的分子机理。(生物谷Bioon.com）
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