近期发表论文

   近期发表论文

Yanglin Ding, Jian Lv, Yiting Shi, Junping Gao, Jian Hua, Chunpeng Song, Zhizhong Gong & Shuhua Yang* (2018) EGR2 phosphatase regulates OST1 kinase activity and freezing tolerance in Arabidopsis. EMBO J. Doi: 10.15252/embj.201899819
来源:本站    发布时间:2018-11-15 15:20:36    点击数量:137

Yanglin Ding, Jian Lv, Yiting Shi, Junping Gao, Jian Hua, Chunpeng Song, Zhizhong Gong & Shuhua Yang* (2018) EGR2 phosphatase regulates OST1 kinase activity and freezing tolerance in Arabidopsis. EMBO J. Doi: 10.15252/embj.201899819

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        低温作为自然灾害之一,不仅严重阻碍植物正常的生长发育,而且限制植被的分布,威胁作物的生存。为了阐明植物感受和响应低温胁迫的分子机制,为培育耐低温新品种提供基因资源,中国农业大学杨淑华研究组长期致力于植物低温信号通路的研究。该研究组前期鉴定到SnRK.6/OST1(Open stomata 1)蛋白激酶是植物抵抗低温胁迫的关键组分。前期研究结果表明OST1蛋白激酶活性被低温激活。低温激活的OST1通过磷酸化CBF基因上游关键转录因子ICE1以及新生多肽链偶联蛋白复合体β亚基BTF3,调节ICE1和CBF蛋白稳定性,从而正调控植物的抗冻性 (Ding et al., 2015,Dev Cell;Ding et al., 2018, EMBO J)。但是,OST1激酶如何被低温激活并不清楚。
        为了解决这一关键科学问题,杨淑华研究团队通过生物化学以及分子遗传学等手段,鉴定到PP2C型E家族蛋白磷酸酶家族EGR2参与调控OST1低温激活过程。在正常温度下,EGR2与N-肉豆蔻酰基转移酶NMT1互作而被豆蔻酰化修饰,并且该修饰是其发挥低温应答调控功能所必需。豆蔻酰化修饰的EGR2(m-EGR2)与OST1互作,从而抑制OST1的激酶活性,这时有利于植物的正常生长。当植物遭受低温胁迫后,EGR2与NMT1的互作减弱,使得植物合成大量新的非豆蔻酰化修饰的EGR2(u-EGR2)。u-EGR2与OST1的互作减弱,从而解除对OST1的抑制;同时,在低温条件下,新合成的u-EGR2干扰m-EGR2与OST1的互作。以上双重作用使得OST1被低温激活,从而磷酸化下游组分ICE1和BTF3,增强植物的抗冻能力。该研究不仅揭示了OST1低温激活的分子机理,还暗示着豆蔻酰开关可能参与了植物对低温信号的感知与转导。
        该项研究成果于2018年11月14日在线发表在EMBO Journal(DOI 10.15252/embj.201899819)。丁杨林博士为第一作者,杨淑华教授为通讯作者。参加该项研究的还包括:施怡婷博士、博士研究生吕健、巩志忠教授和高俊平教授,美国康奈尔大学Jian Hua教授以及河南大学宋纯鹏教授。研究得到国家自然科学基金、科技部973及中国博士后基金的资助。

 图: OST1低温激活的分子模型