水稻研究新發現 抗病機制新認識
點擊次數：1317 日期：2015/7/13 15:06:47
水稻研究新發現 抗病機制新認識
泛素-蛋白酶體系統ubiquitin-proteasome system：一個多步驟反應過程，有多種不同蛋白質參與。蛋白質先被泛素（多肽）標記，然后被蛋白酶體識別和降解。通過這樣一個需要消耗能量的過程，細胞以高度特異方式對不需要的蛋白進行降解。
該系統包括泛素、泛素活化酶E1，泛素結合酶E2s，泛素-蛋白連接酶E3s，26S蛋白酶體和泛素解離酶DUBs 1970年代末和1980年代初，泛素-蛋白酶體系統在以色列技術工程學院（Technion – Israel Institute of Technology）阿夫拉姆·赫什科的實驗室中發現，由于他在發現泛素-蛋白酶體系統上的貢獻，阿夫拉姆·赫什科獲得了2004年度的諾貝爾化學獎
泛素蛋白酶體系統(ubiquitin-proteasome system, UPS)是降解細胞內蛋白質的主要途徑，與植物的生長發育及對生物和非生物脅迫反應密切相關。該系統主要由泛素活化酶(E1)、泛素交聯酶(E2)、泛素連接酶(E3)和26S蛋白酶體組成，其中，E3連接酶決定底物的特異性，調控植物的生長發育及抗病過程。王國梁研究團隊在前期研究中發現水稻基因SPL11是含有U-box和ARM repeat結構域的E3連接酶，負調控程序性細胞死亡和抗病防衛反應(Zeng et al., 2004, plant Cell)，但SPL11的底物及其作用機制一直還不清楚。
研究團隊利用酵母雙雜交技術，發現6個SPL11互作蛋白(SPIN1-6)，其中SPIN6(Rho GTPase-activating protein, RhoGAP)是SPL11的底物，能夠被SPL11通過UPS途徑降解。更重要的是，該研究進一步揭示了SPIN6通過調節其底物小G蛋白OsRac1(水稻抗病系統的重要元件)的活性，負調控水稻免疫防衛反應。基于多年研究結果，研究團隊提出了SPL11、SPIN6和OsRac1調控水稻防衛反應的工作模型。研究結果揭示了蛋白泛素化途徑精確調控水稻抗病元件活性的分子機制，可為合理利用水稻抗性防治病害提供新思路和靶標。
相關研究結果于2015年2月6日以“The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice”為題在線發表在院選SCI頂尖核心期刊《PLoS Pathogens》(科學公共圖書館病原)上。論文第一作者劉金靈為湖南農業大學和中國農業科學院植物保護研究所聯合培養博士生。該研究得到國家重點基礎研究發展計劃(973)項目、國家自然科學基金以及農科院創新工程的資助
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