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Molecular Plant: Ins(1,4,5)P3调控液泡中蛋白降解的机制

     课题组的研究发现,第二信使分子Ins(1,4,5)P3通过调控SNX介导的蛋白分选抑制蛋白进入液泡中降解。

    蛋白降解是生物体进行新陈代谢的重要方式之一,也与众多生理过程的调控密切相关,在植物细胞中,蛋白(特别是膜蛋白)会在液泡中被降解。此前的研究发现,动物细胞中对蛋白发挥重要作用的SNX复合体在植物膜蛋白液泡降解过程中也发挥重要作用。我们课题组之前的研究表明发现,第二信使磷脂酸肌醇途径中的重要第二信使分子Ins(1,4,5)P3增多会抑制黑暗下膜蛋白PIN2在液泡中的降解。本研究通过生化以及细胞学实验发现,Ins(1,4,5)P3的改变并不影响液泡的发育,其抑制PIN2液泡中的降解依赖于SNX1;进一步的研究表明Ins(1,4,5)P3通过调控囊泡运输,影响SNX1的胞吞从而导致SNX的亚细胞定位发生改变。Ins(1,4,5)P3增多导致SNX蛋白在膜上积累减少,进而抑制了SNX依赖的蛋白分选进入液泡中降解。

    液泡降解途径广泛存在于植物细胞中,因此其它通过液泡途径降解的蛋白可能受到类似机制的调控。此外,由于SNX家族在植物和动物细胞中高度保守,动物细胞中蛋白在溶酶体等的降解也可能由类似的机制。因此相关结果可能为动物细胞的蛋白分选和降解机制提供了重要线索。

     论文发表于Molecular Plant (doi:10.1016/j.molp.2016.07.009)。