植物蛋白质翻译后修饰组学研究进展
2021-01-22刘静李亚超周梦岩吴鹏飞马祥庆李明
刘静 李亚超 周梦岩 吴鹏飞,2 马祥庆,2 李明,2
(1. 福建农林大学林学院,福州 350002;2. 福建省杉木种质创新及产业化工程研究中心,福州 350002)
植物细胞主要通过蛋白质行使其复杂的生理功能,而蛋白质修饰是植物蛋白质组多样性的关键机制。蛋白质翻译后修饰(Protein post-translational modification,PTMs)主要通过在氨基酸侧链、蛋白质的C或N末端共价结合一些化学小分子基团,通过修饰现有的功能基团或引入新的基团来扩展20种标准氨基酸的化学修饰和性质[1],从而精细调控蛋白质的结构、功能、定位、活性和蛋白质间的相互作用[2]。PTMs的发生赋予了同一种蛋白质的多种生物学功能,导致蛋白质的表达水平即使没有发生改变,但经过翻译后修饰的蛋白质功能发生显著变化。迄今为止,Uniprot数据库(http://www.uniprot.org/docs/ptmlist)收录了约461种的PTMs,目前发现的蛋白质大部分都可发生翻译后修饰,同一个蛋白质还可以单独或同时发生多种翻译后修饰,从而极大地丰富了蛋白质的种类和功能。
研究发现,植物体内普遍存在着磷酸化、乙酰化、巴豆酰化、琥珀酰化、丁酰化、泛素化、糖基化、S-亚硝基化和丙酰化等PTMs类型,这些PTMs参与了植物蛋白质合成降解、转录调控、信号识别转导、代谢调控、生物与非生物胁迫响应等各种代谢过程。对植物响应非生物胁迫的ABA信号调节过程研究表明,蛋白质磷酸化修饰通过激酶的磷酸化来激活介导气孔开闭或胁迫应激相关靶蛋白功能,从而广泛参与ABA受体信号转导;而泛素化修饰则通过泛素-蛋白酶体对一些关键转录因子的降解来调控ABA信号转导中关键组分的时空表达[3]。……
