近日,565net必赢官方网刘选明教授和林建中副教授团队在植物学TOP期刊The Plant Journal(IF5-y=7.666)在线发表题为“Screening DHHCs of S-acylated Proteins Using anOsDHHCcDNA Library and Bimolecular Fluorescence Complementation in Rice”的研究论文。该论文建立了一种快速筛选鉴定S-酰化蛋白的相关DHHC蛋白的方法,并且发现OsDHHC30通过S-酰化修饰OsCBL2/3参与调控水稻的耐盐性。
S-酰化亦称棕榈酰化,是一种重要的蛋白脂质修饰,主要涉及作为S-酰基转移酶的DHHC型锌指蛋白(简称DHHC)和S-酰化蛋白,在植物生长发育和逆境响应中起着重要作用。然而,迄今在水稻中未见DHHC-S-酰化蛋白对的研究报道,且相关分子机制尚不清楚。因此,筛选和鉴定水稻DHHC-S-酰化蛋白对并解析其生化机制,有助于更为精细地解析水稻生长发育和逆境响应的调控网络。在该论文中,作者首先构建了OsDHHCcDNA文库,利用双分子荧光互补技术(BiFC)快速筛选S-酰化蛋白相应的OsDHHC,最终鉴定出5对OsDHHC-S-酰化蛋白(OsDHHC30-OsCBL2、OsDHHC30-OsCBL3、OsDHHC18-OsNOA1、OsDHHC13-OsNAC9和OsDHHC14-GSD1)。随后,主要针对OsDHHC30-OsCBL2/3采用经典的蛋白互作分析方法进一步验证其在体内外的相互作用。同时,通过ABE(酰基-生物素交换)和APE(酰基-PEG交换)法进一步证明,OsDHHC30在细胞内膜系统中将OsCBL2/3的特定半胱氨酸残基S-酰化,且该S-酰化修饰决定了OsCBL2/3的内膜系统定位特性。盐胁迫响应分析发现,OsDHHC30过表达水稻株系的耐盐性显著提高,而其敲除株系osdhhc30则对盐胁迫敏感。该结果说明,OsDHHC30通过S-酰化修饰OsCBL2/3而正调控水稻的耐盐性。
图1. OsDHHC30改善了水稻对盐和氧化胁迫的耐受性
通过这项工作,作者建立了一种快速高效的筛选鉴定系统,用于分析植物S-酰化蛋白和DHHC的对应关系。该方法可用于水稻中OsDHHC-S-酰化蛋白对的快速筛选,也可以用于其他植物种类的相关研究,有助于阐明S-酰化修饰在植物生物过程中的分子机制。同时,所发掘的耐盐基因OsDHHC30和OsCBL2/3在水稻等作物的耐盐培育中具有良好的应用前景。
刘选明和林建中课题组之前对水稻OsDHHCs进行过较为系统的研究,发现S-酰化修饰在类受体酪氨酸激酶STRK1介导的水稻盐胁迫信号转导途径中起着重要作用,且相关研究结果发表在Plant Cell等TOP期刊。
在读博士研究生田野,已毕业硕士研究生曾慧和在读硕士研究生吴继才、黄剑为该论文的共同第一作者。刘选明教授和林建中副教授为该论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、湖南省重大科技专项、湖南省自然科学基金等经费的资助,同时也得到了国家耐盐碱水稻技术创新中心的大力支持。
论文链接:https://doi.org/10.1111/tpj.15769