12月1日，《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心和英國約翰英納斯中心合作完成的題為Bimodular Architecture of Bacterial Effector SAP05 that Drives Ubiquitin-Independent Targeted Protein Degradation的研究論文。該研究揭示了植原體效應(yīng)蛋白SAP05如何同時結(jié)合植物中的靶蛋白和26S蛋白酶體上的泛素受體RPN10，以實現(xiàn)非泛素依賴的蛋白酶體降解。
植原體是一類典型的蟲媒細(xì)菌性病害，由葉蟬、飛虱等刺吸式昆蟲取食植物而傳播，特異侵染植物的韌皮部組織。它們能夠侵染上千種植物，引發(fā)棗瘋病、泡桐叢枝病和桑萎縮病等病害。染病植物通常表現(xiàn)出花變?nèi)~（phyllody）或叢枝（Witches'broom）等癥狀，無法正常生長繁殖，從而淪為植原體滋生和蟲媒傳播的溫床，被稱為“僵尸”植物（"Zombie"plant）。既往研究發(fā)現(xiàn)植原體的一個效應(yīng)蛋白SAP05能夠通過劫持植物26S蛋白酶體上的泛素受體RPN10，特異地降解植物中SPL和GATA兩大類調(diào)控植物發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，從而引發(fā)叢枝癥狀。本研究以此為基礎(chǔ)，進一步解析了SAP05-RPN10以及SAP05-SPL5的晶體結(jié)構(gòu)。分析表明SAP05具有獨特的雙模塊構(gòu)型。其中，松散的loop表面主要通過靜電作用結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子，而剛性的sheet表面主要通過極性作用結(jié)合RPN10（圖a）。同時，SAP05與RPN10結(jié)合的部位背向26S蛋白酶體，不影響RPN10在26S蛋白酶體的組裝（圖b）。
總的來說，本研究揭示了細(xì)菌效應(yīng)蛋白是如何繞過經(jīng)典的泛素-蛋白酶體途徑，從而在真核細(xì)胞中實現(xiàn)非泛素依賴的靶向蛋白降解，為研發(fā)新的靶蛋白降解技術(shù)提供了新思路。
研究工作得到上海自然科學(xué)基金的支持。
