蛋白質翻譯后修飾(PTM)是生物體快速響應外界環境變化的方式之一。目前已發現的PTM高達300多種,其中的 O-GlcNAc糖基化修飾是指在N-乙酰葡糖胺轉移酶(OGT)的作用下將單個N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)轉移到蛋白的絲氨酸/蘇氨酸上的修飾過程。
O-GlcNAc糖基化修飾作為發文創新的翻譯后修飾類型,近幾年相關高質量文章發表數量呈迅猛增長趨勢,在國自然資助項目中,O-GlcNAc糖基化修飾的相關項目也不在少數。而且O-GlcNAc糖基化修飾功能也是多種多樣,不僅參與了多種生理病理疾病(如腫瘤、糖尿病、神經性疾病等),也參與了植物的生長發育、抗逆脅迫等過程。
2022年10月,浙江大學喻景權院士團隊的周艷虹教授同期在Plant Biotechnology Journal(IF 13.263)、New Phytologist (IF 10.323)期刊上接連發表了兩篇O-GlcNAc糖基化修飾在植物方向領域的高分文章,中科新生命提供了O-GlcNAc糖基化修飾質譜檢測技術支持服務。
接下來就由小編分享一下這兩篇O-GlcNAc糖基化修飾與植物生長發育、抗逆脅迫相關的文章。
#01
O-GlcNAc糖基化修飾與植物生長發育
發表期刊:Plant Biotechnology Journal(IF 13.263)
研究背景:SPINDLY (SPY)和SECRET AGENT (SEC)是植物中特有的O-GlcNAc糖基化修飾轉移酶(OGT在植物中的同源蛋白),他們可以拮抗調節赤霉素信號通路中的DELLA蛋白,可以影響配子和種子的發育。SPY還可以促進葉片和花朵中的細胞分裂素的反應。但是SPY在其他激素信號通路中的作用尚不明確。因此,研究SPY在植物發育過程中Ethylene信號等其他植物激素信號中的作用,并鑒定O-GlcNAc糖基化修飾的靶蛋白是很有必要的。
實驗材料:slspy過表達番茄植株、slspy敲除番茄植株、WT番茄植株、番茄果實
研究結論:研究發現SlSPY通過其糖基轉移酶功能參與番茄果實成熟,且SlSPY誘導的果實成熟與對Ethylene反應的增加有關。在機制研究中發現SlSPY與SlEIN2相互作用,從而促進果實成熟。此外,SlSPY可以穩定SIEIN2蛋白水平的表達和核積累。該研究為SlSPY在調節果實成熟中的獨特作用提供了新的見解,并提示O-GlcNAc糖基化在Ethylene信號通路中發揮關鍵作用。
技術路線:
#02
O-GlcNAc糖基化修飾與植物脅迫
研究背景:低溫是嚴重影響植物生長和生產力的主要環境壓力,植物已進化出一系列生理生化過程以便在冷脅迫下生存。CCCH型鋅指蛋白是在真核生物中高度保守的蛋白,可調控植物的生長發育和抗逆脅迫,但是其通過翻譯后修飾調控植物抗逆性的分子機制尚不清楚。SEC介導的O-GlcNAc糖基化修飾在營養應激反應中發揮重要作用,但是其上/下游組分未知。
實驗材料:slc3h39功能缺失突變植株、slsec1突變植株、 WT番茄植株
研究結論:在本研究中,作者發現了一個負向調節植物耐寒性的冷誘導基因SlC3H39,它可通過與冷響應基因的3'UTR結合,調控番茄的耐寒性,并誘導mRNA降解。此外,研究發現SlC3H39與SlSEC1與結合,并被SISEC1介導發生O-GlcNAc糖基化修飾,提高自身穩定性,從而介導植物的耐寒性。綜上所述,我們的研究結果揭示了番茄耐寒性的轉錄后調控機制,并闡明了SlSEC1-SlC3H39模塊在調節冷信號中的作用。
技術路線:
O-GlcNAc糖基化修飾除在植物中發揮重要的作用外,在醫口中也參與了多種功能。另外O-GlcNAc糖基化也可以與磷酸化共同修飾蛋白拮抗或共同調控蛋白功能。具體發文策略請見國自然研究新寵:O-GlcNAc糖基化修飾 | 應用思路盤點。