2022-07-22 15:16:06
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊在《基因組生物學(xué)》（Genome Biology）發(fā)表了研究論文。該研究創(chuàng)制了水稻E3泛素連接酶（UbE3）文庫用于泛素化互作組鑒定，并利用該文庫鑒定了水稻苯丙氨酶家族蛋白的核心E3泛素連接酶，揭示該泛素連接酶通過降解多個苯丙氨酶負調(diào)控稻瘟病抗性的分子機制。
泛素化修飾是真核生物體內(nèi)最重要的蛋白翻譯后修飾之一，在蛋白降解、細胞周期調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個細胞學(xué)過程發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鑒定E3泛素連接酶及其泛素化底物是泛素化修飾研究的重點和難點。
利用水稻E3泛素連接酶文庫鑒定降解苯丙氨酶并調(diào)控稻瘟病抗性的關(guān)鍵蛋白 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所供圖
為了創(chuàng)制高效的E3泛素連接酶鑒定體系，該研究對水稻中的1515個E3泛素連接酶基因（占水稻基因總數(shù)的4.73%）進行了系統(tǒng)的分析。通過聚合酶鏈式反應(yīng)擴增和大規(guī)模基因合成獲得了1499個E3泛素連接酶的全長編碼序列（覆蓋泛素連接酶的98.94%），并以此創(chuàng)制了均一化的水稻E3泛素連接酶酵母文庫（UbE3文庫）。
為了驗證UbE3文庫的有效性，本研究首先對已報道的分別參與水稻干旱、高鹽和抗病等生物學(xué)過程的關(guān)鍵泛素化蛋白進行了篩選，結(jié)果表明利用UbE3文庫可以高效的鑒定到已報道的和新的E3泛素連接酶。進一步，對水稻中已鑒定到的2362個泛素化蛋白（占水稻總蛋白的7.38%）中的苯丙氨酶家族成員進行了篩選。
該研究構(gòu)建的UbE3文庫是植物中第一個完整的E3泛素連接酶文庫，提供了強大的蛋白組學(xué)資源，為構(gòu)建“E3泛素連接酶-泛素化蛋白”互作組奠定了重要基礎(chǔ)。由于泛素化修飾在真核生物中的重要性和保守性，該文庫對其他物種也具有重要的參考和應(yīng)用價值。
據(jù)了解，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員等參與了本項目的研究。該研究得到國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目的資助。
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