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曲乐庆研究组发现植物内质网相关蛋白降解新因子

图注:OsDER1参与内质网相关蛋白降解

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积累大量错误折叠和非折叠蛋白,产生内质网胁迫,进而影响种子产量和品质。内质网相关蛋白降解(ERAD)途径在清除错误折叠蛋白以及内质网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,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课题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,导致分泌蛋白滞留在内质网中,产生内质网胁迫水稻种子。本研究在此基础上,分离纯化了内质网胁迫水稻种子的内质网,通过定量蛋白质组学分析,鉴定到一个内质网胁迫应答因子OsDER1OsDER1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,使水稻对内质网胁迫更加敏感,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。进一步研究发现,OsDER1与经典的ERAD途径核心组分OsHRD1OsHRD3以及OsCDC48均存在相互作用。研究还发现,OsDER1还与信号肽肽酶OsSPP相互作用。近期研究发现,在酵母和哺乳动物系统中SPPDER1能够形成一条新的ERAD途径。OsDER1OsSPP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。

这项成果近期在线发表于国际学术期刊Plant Physiology上。曲乐庆课题组的助理研究员钱丹丹博士为论文的第一作者,曲乐庆研究员为通讯作者。该研究得到了国家科技部重点研发计划和自然科学基金委项目的资助。

文章链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2018/07/19/pp.18.00375

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