中国科学家发现AELs磷酸化ABA受体并影响其稳定性

2018年3月2日， 《Molecular Plant》杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所薛红卫课题组题为“EL1-like casein kinases suppress ABA signaling and responses by phosphorylating and destabilizing ABA receptors PYR/PYLs in Arabidopsis”的研究论文。该研究发现拟南芥中植物特有的酪蛋白激酶AELs (Arabidopsis EL1-like)磷酸化ABA受体蛋白PYR/PYLs并促进其蛋白降解，进而抑制ABA的信号传递。

植物激素脱落酸(abscisic acid，ABA)在植物应对干旱、寒冷和高盐等不利环境时发挥了重要调控作用。此外，ABA还调控了植物种子的休眠和萌发，对植物种质资源和多样性分布具有重要的作用。科学家对于ABA的作用机制已开展了细致和深入的研究，其受体也在2009年被发现，为了解和阐明ABA信号提供了重要线索。但迄今为止，对翻译后修饰进而调控ABA受体蛋白的了解仍较少，特别是蛋白磷酸化修饰方面的报道更少。在拟南芥中有4个同源性非常高的AEL蛋白，其基因转录受到ABA的调控。遗传学研究发现AELs的多突变体在种子萌发、侧根生长和气孔开关过程中均表现出对ABA超敏感，表明AELs负调控了ABA的信号和响应。通过系统的生化分析，课题组证明ABA受体蛋白PYR/PYLs可以被AELs磷酸化，并进一步通过磷酸化蛋白组学分析证明了这点。随后的研究证明PYR/PYLs可以被AELs保守性的磷酸化并鉴定了相应磷酸化位点，通过点突变的研究证明被AELs磷酸化的PYR/PYLs的泛素化增强，从而导致其蛋白降解。

该研究不但证明AELs是ABA信号转导中的一个新的负调控因子，其介导的磷酸化在调节PYR/PYLs的稳定性和功能方面发挥了重要作用，有助于了解PYR/PYL受体的翻译后调控，且阐明了一个植物中新的ABA信号负反馈调节机制。值得一提的是，AELs蛋白、PYR/PYLs蛋白及相关磷酸化位点的保守性暗示AELs介导的ABA信号调控在不同植物中可能具有广泛作用。

论文第一作者为博士后陈虎辉博士，中国科学院上海逆境生物学中心朱健康研究员参与了本研究工作。相关工作得到了国家自然科学基金项目(31721001)和广东省自然科学基金项目 (2017A030313197)，以及“万人计划”的资助。