蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTM)是生物體快速響應(yīng)外界環(huán)境變化的方式之一。目前已發(fā)現(xiàn)的PTM高達(dá)300多種,其中的 O-GlcNAc糖基化修飾是指在N-乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶(OGT)的作用下將單個(gè)N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)轉(zhuǎn)移到蛋白的絲氨酸/蘇氨酸上的修飾過程。
O-GlcNAc糖基化修飾作為發(fā)文創(chuàng)新的翻譯后修飾類型,近幾年相關(guān)高質(zhì)量文章發(fā)表數(shù)量呈迅猛增長趨勢,在國自然資助項(xiàng)目中,O-GlcNAc糖基化修飾的相關(guān)項(xiàng)目也不在少數(shù)。而且O-GlcNAc糖基化修飾功能也是多種多樣,不僅參與了多種生理病理疾病(如腫瘤、糖尿病、神經(jīng)性疾病等),也參與了植物的生長發(fā)育、抗逆脅迫等過程。
2022年10月,浙江大學(xué)喻景權(quán)院士團(tuán)隊(duì)的周艷虹教授同期在Plant Biotechnology Journal(IF 13.263)、New Phytologist (IF 10.323)期刊上接連發(fā)表了兩篇O-GlcNAc糖基化修飾在植物方向領(lǐng)域的高分文章,中科新生命提供了O-GlcNAc糖基化修飾質(zhì)譜檢測技術(shù)支持服務(wù)。
接下來就由小編分享一下這兩篇O-GlcNAc糖基化修飾與植物生長發(fā)育、抗逆脅迫相關(guān)的文章。
#01
O-GlcNAc糖基化修飾與植物生長發(fā)育
發(fā)表期刊:Plant Biotechnology Journal(IF 13.263)
研究背景:SPINDLY (SPY)和SECRET AGENT (SEC)是植物中特有的O-GlcNAc糖基化修飾轉(zhuǎn)移酶(OGT在植物中的同源蛋白),他們可以拮抗調(diào)節(jié)赤霉素信號通路中的DELLA蛋白,可以影響配子和種子的發(fā)育。SPY還可以促進(jìn)葉片和花朵中的細(xì)胞分裂素的反應(yīng)。但是SPY在其他激素信號通路中的作用尚不明確。因此,研究SPY在植物發(fā)育過程中Ethylene信號等其他植物激素信號中的作用,并鑒定O-GlcNAc糖基化修飾的靶蛋白是很有必要的。
實(shí)驗(yàn)材料:slspy過表達(dá)番茄植株、slspy敲除番茄植株、WT番茄植株、番茄果實(shí)
研究結(jié)論:研究發(fā)現(xiàn)SlSPY通過其糖基轉(zhuǎn)移酶功能參與番茄果實(shí)成熟,且SlSPY誘導(dǎo)的果實(shí)成熟與對Ethylene反應(yīng)的增加有關(guān)。在機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)SlSPY與SlEIN2相互作用,從而促進(jìn)果實(shí)成熟。此外,SlSPY可以穩(wěn)定SIEIN2蛋白水平的表達(dá)和核積累。該研究為SlSPY在調(diào)節(jié)果實(shí)成熟中的獨(dú)特作用提供了新的見解,并提示O-GlcNAc糖基化在Ethylene信號通路中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
技術(shù)路線:
#02
O-GlcNAc糖基化修飾與植物脅迫
研究背景:低溫是嚴(yán)重影響植物生長和生產(chǎn)力的主要環(huán)境壓力,植物已進(jìn)化出一系列生理生化過程以便在冷脅迫下生存。CCCH型鋅指蛋白是在真核生物中高度保守的蛋白,可調(diào)控植物的生長發(fā)育和抗逆脅迫,但是其通過翻譯后修飾調(diào)控植物抗逆性的分子機(jī)制尚不清楚。SEC介導(dǎo)的O-GlcNAc糖基化修飾在營養(yǎng)應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,但是其上/下游組分未知。
實(shí)驗(yàn)材料:slc3h39功能缺失突變植株、slsec1突變植株、 WT番茄植株
研究結(jié)論:在本研究中,作者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)負(fù)向調(diào)節(jié)植物耐寒性的冷誘導(dǎo)基因SlC3H39,它可通過與冷響應(yīng)基因的3'UTR結(jié)合,調(diào)控番茄的耐寒性,并誘導(dǎo)mRNA降解。此外,研究發(fā)現(xiàn)SlC3H39與SlSEC1與結(jié)合,并被SISEC1介導(dǎo)發(fā)生O-GlcNAc糖基化修飾,提高自身穩(wěn)定性,從而介導(dǎo)植物的耐寒性。綜上所述,我們的研究結(jié)果揭示了番茄耐寒性的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制,并闡明了SlSEC1-SlC3H39模塊在調(diào)節(jié)冷信號中的作用。
技術(shù)路線:
O-GlcNAc糖基化修飾除在植物中發(fā)揮重要的作用外,在醫(yī)口中也參與了多種功能。另外O-GlcNAc糖基化也可以與磷酸化共同修飾蛋白拮抗或共同調(diào)控蛋白功能。具體發(fā)文策略請見國自然研究新寵:O-GlcNAc糖基化修飾 | 應(yīng)用思路盤點(diǎn)。