我院肖仕課題組揭示蛋白質降解途徑對話調控ABA信號的新機理

蛋白質的合成與降解平衡，是真核生物細胞維持正常生命活動的關鍵。植物細胞內，蛋白質的降解主要通過泛素-26S蛋白酶體（ubiquitin-proteasome system）、液泡分選（endosomal sorting）和自噬（autophagy）等途徑來進行。目前，植物細胞三種蛋白質降解途徑各自的生理功能和作用機理已較為清晰，而對於不同蛋白質降解途徑之間的交互對話機制所知甚少。

8月5日，我院肖仕教授課題組在The Plant Cell在線發表了題為SINAT E3 Ubiquitin Ligases Mediate FREE1 and VPS23A Degradation to Modulate Abscisic Acid Signalling的研究論文，揭示了擬南芥E3泛素連接酶SINAT家族蛋白通過介導蛋白酶體和液泡蛋白質降解途徑的相互對話， 調控ABA信號轉導。FREE1與VPS23A是植物內吞體轉運分選複合物（ESCRT）的關鍵組分。已有研究表明，FREE1和VPS23A與ABA受體蛋白PYR1和PYL4相互作用，促使其通過液泡途徑降解，抑制ABA反應。肖仕課題組通過蛋白質組學技術，發現FREE1和VPS23A是SINAT1的靶蛋白，其相互作用促進了FREE1和VPS23A的泛素化及降解，從而使得PYL4蛋白積累，激活ABA反應（圖1）。遺傳分析表明，與free1和vps23a突變體一致，SINATs的過表達植株表現為對ABA的超敏感性。進一步研究發現，SINATs蛋白在植物體內形成同源或異源寡聚體。有意思的是，SINAT蛋白的單體和寡聚體分別傾向於通過蛋白酶體和液泡途徑降解。在ABA處理恢復期間，SINATs蛋白的寡聚體與其底物FREE1通過自噬途徑發生共降解，從而聯動三大蛋白降解系統，終止ABA反應，重設細胞內穩態。該研究首次揭示了擬南芥SINATs調節蛋白酶體、液泡分選和自噬途徑對話，精細調控ABA信號轉導及信號終止的分子機理，為深入理解植物細胞內不同蛋白質降解途徑的互作機制提供了重要的理論依據。

肖仕課題組畢業博士生夏凡女為論文的第一作者,肖仕教授為論文的獨立通訊作者，香港中文大學姜裡文教授、中南林業科技大學曾柏全教授、中山大學李劍峰教授和陳月琴教授是論文的共同作者，為課題的開展提供了必要的技術支持。該課題研究由國家傑出青年科學基金項目、國家自然科學基金面上項目和中山大學「三大建設」專項項目資助。