中国农大孙其信组揭示E3连接酶调控拟南芥干旱胁迫响应的分子机制

近日，中国农业大学农业生物技术国家重点实验室孙其信与姚颖垠研究组揭示E3连接酶TaSAP5通过促进DRIP蛋白的降解以调控拟南芥的干旱胁迫反应。研究结果于2017年10月31日在线发表于《Plant Physiology》。

在正常条件下生长的拟南芥中，DREB2A以低水平存在，因其相互作用蛋白1（DRIP1）和DRIP2可通过26S蛋白酶体介导的蛋白水解途径使其泛素化降解。干旱胁迫可阻碍DREB2A的泛素化降解，从而使拟南芥积累足够量的DREB2A蛋白来激活下游基因的表达。然而，干旱胁迫介导的DREB2A积累的机制仍不清楚。

本研究发现，含有一个A20/AN1结构域的小麦（Triticum aestivum）TaSAP5蛋白可作为E3泛素连接酶介导DRIP的降解，从而增加DREB2A的表达。干旱可诱导小麦TaSAP5的表达，在拟南芥和小麦幼苗中过表达TaSAP5，通过测量严重干旱胁迫下的存活率和产量，显示它们的耐旱性得到提高。TaSAP5可与AtDRIP1、AtDRIP2和TaDRIP相互作用并将其泛素化，最终通过26S蛋白酶体途径降解。与此一致地，过表达TaSAP5增强了DRIP降解，并提高了DREB2A蛋白及其下游靶基因的水平。以上结果表明，TaSAP5将干旱与DREB2A的积累联系起来，并揭示了该过程的分子机制。

Figure 1. Model of TaSAP5 function in regulating drought stress responses in wheat.