检查以前未知的植物环境适应分子机制

康斯坦茨大学植物生理生化研究团队发现此前未知的植物适应环境的分子机制——气候变化时期的重要基础知识

植物暴露在不断变化的环境中，它们的生存取决于它们感知和适应环境刺激的能力。细胞膜中的蛋白质分子在协调细胞外信号和细胞内反应中起着至关重要的作用。植物生理学和生物化学研究小组(康斯坦茨大学)现已成功鉴定出参与这种适应过程分子机制的两种去泛素化酶。该研究已发表在最新一期的NatureCommunications上。

蛋白质分子的数量很关键

在适应过程中，细胞需要感知环境中的营养物质或病原体等。这是特殊蛋白质分子的工作——位于细胞膜上的转运蛋白和受体，将细胞内部与外部世界隔开。它们在细胞中产生和降解。决定植物信号感知的是这些分子的数量。

小信号蛋白泛素与其他蛋白质挂钩，从而确保它们被降解。同时，有去泛素化酶可以通过去除泛素来逆转这种作用。

生物学教授ErikaIsono的团队分析了模式植物拟南芥中的18种去泛素化酶。该团队与化学系的KarinHauser、MichaelKovermann和ChristinePeter合作，发现了其中两种酶，命名为OTU11和OTU12，它们位于细胞膜上，实际上参与调节细胞膜蛋白的数量。

主要作者KarinVogel解释了生化机制：“OTU11和OTU12可以缩短某些泛素链。这会影响修饰蛋白的降解。”这位生物学家还发现了它们是如何被激活的：通过与细胞膜上带负电荷的脂质结合。

以前未知的活动调整形式

这意味着这些酶的活性受到严格控制。去泛素化酶的几种激活机制是已知的。此处报告的机制是一种以前未知的活动适应形式。这种调节非常重要，因为去泛素化酶的作用会对细胞功能产生重大影响。

“我们的发现表明，去泛素化酶在到达脂质所在的膜之前不会变得活跃。这完全符合这两种酶的细胞内定位和功能，”ErikaIsono说。

模式植物用于基础生物学研究，以研究基本的生化和分子生物学机制。长期目标是优化农业产量，这在气候变化时期尤为重要，因为植物生长条件可能因此发生变化。ErikaIsono说：“重要的是我们要在分子水平上了解植物如何对环境做出反应。泛素依赖性信号通路可能在这个过程中起着重要作用。”