MAPK磷酸化作用介导植物花青素合成

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MAPK磷酸化作用介导植物花青素合成

MAPK磷酸化作用介导植物花青素合成

 

Plant Cell. 2016 Nov; 28(11): 2866-2883. IF=8.6879 ;单位:中国科学院微生物研究所

【研究内容】

研究背景:MAPK作为蛋白激酶能够通过磷酸化不同的下游底物蛋白来激发特异的基因表达和细胞反应,从而启动植物在感知外界信号后启动特异的细胞反应。作为最主要的环境信号之一,光影响植物的多个生理和代谢过程,但是由于蛋白磷酸化的瞬时性给MAPK底物的鉴定造成了一定的困难,我们对光调节下游反应的信号转导机理仍然所知甚少。

研究思路:

MAPK磷酸化作用介导植物花青素合成

研究结果速读:

本研究利用组成型激活形式的MPK4为诱饵,筛选拟南芥文库获得了其互作蛋白MYB75。MYB75是一种R2R3类转录因子,调控花青素的积累。研究发现,MPK4与MYB75在体内相互作用,且这种互作依赖于MPK4的激酶活性。MPK4参与了光诱导的花青素积累,与MPK4互作是MYB75调控花青素合成的功能所必需的。进一步研究发现,MPK4可被光信号激活。体外磷酸化反应证明激活的MPK4能够磷酸化MYB75,体外磷酸化反应产物通过TiO2富集磷酸化肽段并进行LC/MS质谱分析鉴定磷酸化位点发现磷酸化主要发生在126位的Thr。磷酸化使MYB75蛋白的稳定性增加,从而显著促进花青素的合成。有趣的是,这种MYB75蛋白稳定性的增加并不依赖于E3泛素连接酶COP1。研究结果揭示了MPK4介导的MYB75磷酸化是光诱导的花青素积累所必需的。

MAPK磷酸化作用介导植物花青素合成


(图1)MPK4与MYB75在体内相互作用

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(图2)体外磷酸化反应与质谱鉴定磷酸化位点


服务内容:TiO2富集磷酸化肽段,LC/MS磷酸化位点分析


小编总结:

蛋白质发生磷酸化是重要的翻译后修饰,它与信号传导、细胞周期、生长发育以及癌症机理等诸多生物学问题有密切关系,研究蛋白质磷酸化对阐明蛋白质功能具有重要意义。蛋白质磷酸化组学运用磷酸化肽特异性富集方法联合非标定量技术,对组学水平的磷酸化肽进行定性定量分析。


参考文献:

Shengnan Li et al., MYB75 Phosphorylation by MPK4 Is Required for Light-Induced  Anthocyanin Accumulation in Arabidopsis. Plant Cell. 2016.

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