近日，国际植物学顶级杂志《Plant Cell》（IF2020 = 11.277）在线发表了以我校生命科学学院赖建彬教授和阳成伟教授为通讯作者的题为“An ABHD17-like hydrolase screening system to identify de-S-acylation enzymes of protein substrates in plant cells” （https://doi.org/10.1093/plcell/koab199）的研究论文。该论文首次鉴定了植物中的ABHD17型去棕榈酰化酶，并建立了高效的植物蛋白质去棕榈酰化酶筛选系统。我校生命科学学院在读博士生刘晓诗、在读硕士生李敏和李杨为论文的共同第一作者；中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员参与了该工作；该研究受到国家自然科学基金等项目资助。
蛋白质棕榈酰化（也称为蛋白质S-酰化修饰）是一类关键的翻译后修饰，是指将长链脂肪酸（主要是棕榈酸）通过共价键连接到底物蛋白质的半胱氨酸残基，用于调控蛋白质的亚细胞定位、稳定性、转运和活性等。棕榈酰化是一种可逆的修饰，其水平的动态变化由蛋白质酰基转移酶和去棕榈酰化酶（也称为脱S-酰化酶）所调控，以精确控制不同条件下蛋白质在细胞内的定位和功能。棕榈酰化在植物细胞中发挥着重要功能，参与植物生长发育和逆境应答的各个过程。目前，在该研究领域，一个重要的问题是在植物细胞中蛋白质是如何去棕榈酰化的。因此，对植物去棕榈酰化酶的鉴定及其与底物蛋白对应关系的分析具有重要的意义。
在该论文中，作者首先通过生物信息学发现了一类潜在的拟南芥蛋白质去棕榈酰化酶，包括11种含有ABHD17类似结构域的酰基蛋白质硫酯酶（命名为ABAPT）。在此基础上，通过在原生质体中将底物蛋白分别与11种ABAPT共同过量表达，通过共聚焦显微观察分析ABAPT对底物蛋白的质膜定位的影响，初步筛选获得该底物所对应的ABAPT，然后进一步通过膜组分分离和棕榈酰化水平检测进行验证，从而建立了一个筛选植物底物蛋白对应的去棕榈酰化酶的方法。利用该系统，作者在拟南芥中鉴定了特异性减弱五种免疫相关蛋白（RIN4、PBS1、PBL1、HIR2和BIK1）的质膜定位和棕榈酰化修饰水平的ABAPT。进一步的研究结果表明ABAPT8依赖的RIN4蛋白去棕榈酰化促进了拟南芥和本氏烟草叶片细胞的死亡，说明ABAPT在植物中具有重要的生理功能。
通过这项工作，作者建立了一种高效可靠的系统，用于分析植物棕榈酰化蛋白底物和去棕榈酰化酶的对应关系。该方法可用于拟南芥中参与其他生物学途径的底物蛋白去棕榈酰化酶筛选，也可以应用于其他植物种类的相关研究。该论文关于植物蛋白去棕榈酰化酶鉴定和筛选的工作对于后续植物蛋白质棕榈酰化动态调控的机制研究具有重要意义
作者/通讯员:赖建彬 | 来源:生命科学学院 | 编辑:杨柳青
