植物所发现植物内质网相关蛋白降解新因子

2019年03月10日 来源:

水稻种子是蛋白质和淀粉的储藏器官。在逆境环境下,灌浆期种子会积累大量错误折叠和非折叠蛋白,产生内质胁迫,进而影响种子产量和品质。以往研究显示,内质相关蛋白降解(ERAD)途径在清除错误折叠蛋白以及内质胁迫应答中发挥着重要作用。由于现有的ER胁迫诱导方法很难应用于种子系统中,因此,人们对植物种子中ERAD的机理仍知之甚少。

中国科学院植物研究所曲乐庆研究组在前期研究工作中发现,胚乳特异性抑制小G蛋白SAR1的表达,会导致分泌蛋白滞留在内质中,导致水稻种子产生内质胁迫。在此基础上,研究人员分离纯化了发生内质胁迫的水稻种子的内质,通过定量蛋白质组学分析,鉴定到一个内质胁迫应答因子OsDER1。

植物所发现植物内质网相关蛋白降解新因子

研究人员发现,OsDER1表达受ER胁迫诱导,过量表达或者抑制表达OsDER1会激活未折叠蛋白响应,使水稻对内质胁迫更加敏感,泛素化蛋白的水平显著提高;抑制表达OsDER1转基因水稻种子呈现粉质、皱缩表型,淀粉粒和蛋白体I形态发生改变。进一步研究表明,OsDER1与经典的ERAD途径核心组分OsHRD1、OsHRD3以及OsCDC48均存在相互作用。研究人员还发现,OsDER1还与信号肽肽酶OsSPP相互作用。近期的一些研究表明,在酵母和哺乳动物系统中SPP和DER1能够形成一条新的ERAD途径,而OsDER1与OsSPP相互作用结果暗示这条ERAD途径在植物中也保守。

该研究有助于阐明植物ER胁迫应答机理。研究成果9月1日正式发表于国际学术期刊Plant Physiology。曲乐庆研究组的助理研究员钱丹丹为论文的作者,曲乐庆为通讯作者。该研究得到国家科技部重点研发计划和自然科学基金委项目的资助。

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OsDER1参与内质相关蛋白降解

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