近日，韩国首尔大学Chung-MoPark研究组揭示了E3泛素连接酶ZTL参与拟南芥的热响应蛋白质质量控制过程；光抑制COP1介导的ICE转录因子降解以诱导拟南芥的气孔发育。研究结果分别于年10月23日和25日在线发表于《ThePlantCell》。

1ZEITLUPEContributestoaThermoresponsiveProteinQualityControlSysteminArabidopsis

细胞中蛋白质在高温胁迫下会发生变性和氧化损伤，形成对细胞有毒的不溶性聚集体。植物可通过多种机制来处理不溶性蛋白质聚集体。变性蛋白质或复性为天然构象，或从细胞区室中除去；这些过程通常被称为蛋白质质量控制。热休克蛋白（HSP）作为分子伴侣在复性-降解过程中起重要作用。然而，植物细胞如何清除蛋白质聚集体在很大程度上是未知的。本研究发现，高温诱导的蛋白质聚集体被蛋白质质量控制系统去除，该系统包括ZEITLUPE（ZTL）E3泛素连接酶，其为拟南芥昼夜节律钟的核心组分。ZTL介导聚集蛋白质的聚泛素化及蛋白酶体降解，并增强高温环境下植物的耐热性。ZTL缺陷的ztl-突变体耐热性降低，并伴随着聚泛素化的减少和蛋白质聚集体的增加。ZTL及其互作的HSP90在高温胁迫下与不溶性聚集体共分选，表明ZTL参与热响应的蛋白质质量控制过程。另外，ztl-突变体的昼夜节律钟对高温较为敏感。因此，研究人员提出，ZTL介导的蛋白质质量控制系统对昼夜节律钟的热稳定性具有重要作用。

Figure1.WorkingModelfortheZTL-MediatedThermostabilizationofGrowthandCircadianClockFunction.

2LightInhibitsCOP1-MediatedDegradationofICETranscriptionFactorstoInduceStomatalDevelopmentinArabidopsis

气孔是植物表皮开口，可促进光合作用、呼吸作用和水分蒸发过程中植物与空气的气体交换。气孔分化与构象主要由SPCH、MUTE和FAMA调节因子时空调控，它们与ICE（InducerofCBFExpression）转录因子共同构成核心的调控网络。气孔发育也受到光、温度、湿度等环境条件的影响。光可诱导气孔发育，光受体参与并调节气孔发育过程。然而，光与核心调控网络的功能关联尚不清楚。本研究发现，在黑暗条件下，E3泛素连接酶COP1可通过拟南芥叶片背面（远轴面）表皮细胞的泛素化途径降解ICE蛋白。相应地，ICE蛋白可在COP1缺失突变体的叶背面表皮细胞核中积累，其组成型产生气孔。另外，蓝、红和远红光可抑制COP1介导的ICE蛋白降解以诱导气孔发育。以上研究结果表明，光通过COP1介导的蛋白质监测系统，直接与ICE介导的信号转导模块关联，从而调节植物气孔发育。

Figure2.ICE-mediatedlightsignalingschemeduringstomataldevelopment.

Chung-MoPark

DepartmentofChemistry,SeoulNationalUniversity

Areaofexpertise:

Arabidopsis;brachypodium;transcriptionfactor;geneexpressionregulation;floweringtimecontrol;abioticstressresponses(temperatureresponse);growthhormonesignaling;signaltransduction

Planter

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长按







































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