【摘 要】
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蛋白质泛素化是最重要的蛋白质翻译后修饰之一,在维持细胞稳态、正常细胞生理和许多细胞功能中起着基础性作用。泛素-26S蛋白酶体系统(ubiquitin/26Sproteaso mesystem,UPS)可以改变蛋白的定位或者活性,甚至会泛素化修饰降解底物蛋白。近二十年来研究证明UPS系统可以通过调节植物激素水平控制植物的免疫能力来应对生物胁迫。E3泛素连接酶决定UPS底物特异性,其中对SCF E3泛
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蛋白质泛素化是最重要的蛋白质翻译后修饰之一,在维持细胞稳态、正常细胞生理和许多细胞功能中起着基础性作用。泛素-26S蛋白酶体系统(ubiquitin/26Sproteaso mesystem,UPS)可以改变蛋白的定位或者活性,甚至会泛素化修饰降解底物蛋白。近二十年来研究证明UPS系统可以通过调节植物激素水平控制植物的免疫能力来应对生物胁迫。E3泛素连接酶决定UPS底物特异性,其中对SCF E3泛素连接酶的研究较为深入。F-box蛋白形成SCF(SKP1-Cullin1-F-box)复合体,决定SCF E3泛素连接酶降解底物的特异性。本课题发现了一种新的F-box蛋白FB3在拟南芥中调节植物对病原物的抗病功能,结果如下:1)FB3是一种新的F-box蛋白。生物信息学分析发现FB3编码的蛋白有275 a a,在N端含有F-box基序但不含有底物结合域WD 40和LRR,FB3属于FBXO蛋白家族。酵母双杂实验证明FB3和ASK1(S-phase kinase-associated protein 1,SKI P1)互作,确认FB3是F-box蛋白参与SCF复合体的构建。2)FB3定位于细胞核和细胞质。亚细胞定位发现FB3在细胞核和细胞质表达,植物组织定位发现FB3广泛存在于植物体内,FB3在细胞核中大小约为57 k D,在细胞质中的大小为180 k D。3)FB3参与拟南芥对植物病原细菌丁香假单胞杆菌番茄变种(Pseudomonas syri ngae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)的质外体免疫。植物病原物接种实验中发现野生型拟南芥接菌24 h内,Pst DC3000诱导FB3的上调表达,12 h Pst DC3000诱导最强。注射植物病原细菌Pst DC3000后发现FB3突变降低了植物抗病性。4)FB3调控JA途径的植物抗性。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Me JA)以及P st DC3000释放的冠菌素COR(coronatine,COR)可以模拟茉莉酸(jasmonic acid,JA)的活性物质JA-lle诱导拟南芥中FB3的上调表达。FB3-1对Me JA更加敏感,根的生长受到抑制。5)FB3参与植物免疫信号的传递过程,FB3调控植物中的MAPK(mitogen-act ivated protein kinases,MAPKs)级联信号传递。MAPK级联反应检测实验发现突变株FB3-1中flg22激发的MAPK级联反应的强度和持续时间降低。综上,本研究发现FB3可以调控MAPK级联反应进而控制植物免疫应答过程中防卫信号传递并且介导JA信号通路的信号转导,以此参与的植物对Pst DC3000的抗病性。这不仅发现了FBXO蛋白参与植物抗病的新功能,还有望探索F-box蛋白参与植物抗病的潜在途径,深化泛素化途径对植物免疫领域的研究。
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