亲环蛋白介导的蛋白构象改变调节BR和GA信号转导

【作者】 张媛媛； 徐云远； 李贝贝； 种康；

【机构】 中国科学院植物研究所；

【摘要】 开花是植物从营养生长向生殖生长转变的重要过程,油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)参与植物开花调控,但其具体作用机理尚不明了。植物亲环蛋白(cyclophilin,CYP)是具有肽脯氨酰顺反异构酶(peptidyl-prolyl cis-trans-isomerase,PPIase)活性的一类蛋白,在植物体内激素(如赤霉素)介导的调控过程中发挥作用,但其在BR信号传递中的功能尚不清楚。亲环蛋白基因AtCYP20—2超表达转基因株系在长日照和短日照条件下均呈现开花提前的表型,开花途径的marker基因FLD的表达量增加。TaCYP20—2超表达转基因拟南芥中介导赤霉素信号导致晚花。PPIase活性测定发现At-CYP20.2具有肽脯氨酰顺反异构酶活性。Pull.down、CoIP以及傅里叶变换红外光谱测定等实验表明CYP20.2可以作用于油菜素内酯信号途径中重要转录因子BZRl蛋白的脯氨酸残基上,引起其二级结构构象的改变,从而促进其降解。此外,为了更进一步研究BZRl调控开花的分子机理,我们利用生物信息学手段在目前已经报道的174个开花基因的启动子区筛选BR响应元件(BR response element,BRRE),利用定量PCR对筛选到的候选基因在mx3中的表达量分析发现,开花正调控因子FLD表达量明显下调。凝胶阻滞(Electrophoretic Mobility Shih Assay,EMSA)、染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitationassay,ChIP)和瞬时系统转录活性测定实验证明BZRl可以结合FLD的启动子,并且在体内负调控FLD的转录。FLD是一个组蛋白去甲基酶,通过对相关转基因和突变体材料的分析发现,FLD转录水平与FLC位点上组蛋白修饰水平呈现负相关。综合以上结论说明,亲环蛋白AtCYP20—2可以改变BZRl的二级结构构象,进而促进其降解,同时BZRl负调控FLD的转录,从而调控拟南芥开花。更多还原