植物所发现蛋白构象改变介导开花新机制

植物研究所,2013-07-31

开花是高等植物进入生殖发育的重要标志，受关键基因以及组蛋白修饰的精确调控，甾醇类激素（BRs）和赤霉素（GAs）参与其中，但激素信号分子与蛋白质构象的瞬时改变如何联动调控开花尚不清楚。中科院植物研究所种康研究组及其合作者发现，BRs信号途径中核心转录因子BZR1通过直接抑制组蛋白去甲基化酶基因（FLD）的转录来控制开花过程。拟南芥亲环蛋白（Cyclophilin）CYP20-2通过脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性直接作用于脯氨酸残基使BZR1构象改变，以适于被磷酸化修饰而降解。而小麦CYP20-2蛋白除了控制BZR1构象外，更适于影响GA途径的核心组分DELLA信号而控制开花。研究推测，CYP20-2 蛋白在进化过程中形成了其在双子叶和单子叶植物中对BR和GA信号系统的不同偏好性，进而控制开花过程。

这一蛋白构象改变介导开花调控新模式, 揭示了BR信号途径核心转录因子BZR1构象的改变及其控制组蛋白去甲基化酶基因的转录表达在开花调控中发挥的重要功能，为激素信号组分介导开花机制开辟了新途径。

研究成果于7月30日在线发表于国际期刊The Plant Cell（doi: 10.1105/tpc.113.110296）上，种康研究组博士研究生张媛媛、李贝贝为该文的共同第一作者。

该研究得到了国家自然科学基金和基金委创新研究群体项目的资助。

近年来，该研究团队与其合作者有关甾醇类激素和赤霉素信号转导的系统性研究成果发表在PNAS (2007)、The Plant Journal (2009)、Journal of Proteome Research (2010)、The Plant Cell (2011)和PLoS Genetics（2012）等国际学术期刊。

甾醇类激素BR信号途径核心成员BZR1结合组蛋白去甲基化酶基因（FLD）负调控其转录，进而控制开花。蛋白异构酶（CYP）识别BZR1使之构象改变控制该蛋白降解过程，并影响赤霉素信号途径重要成员DELLA与BZR1的互作。