蛋白激发子Hrip1结构解析及其互作蛋白的研究

【作者】 伍文宪； 邱德文； 张蕾； 黄小琴； 刘勇；

【机构】 四川省农业科学院植物保护研究所； 中国农业科学院植物保护研究所；

【摘要】 在自然界长期进化过程中,植物已经形成了一套复杂的免疫系统以应对病原菌以及外界环境对它的不利影响,病原体相关分子模式(PAMPs)引起的植物免疫(PTI)是通过植物细胞模式识别受体(PRRs)对病程相关蛋白进行识别进而产生快速防御应答反应,包括活性氧暴发、产生过敏(HR)反应、胼胝质的累积及激活水杨酸、茉莉酸信号传递等。前期实验室从极细链格孢菌中筛选分离纯化得到一种新的蛋白激发子,命名为Hrip1。研究表明,该蛋白分子量18kD左右,能引起烟草抗性基因上调表达,防御物质累积等一系列早期防卫信号事件的发生,转Hrip1基因拟南芥研究发现,该基因能提高拟南芥的抗盐、抗旱的能力。本研究优化了Hrip1原核重组表达和分离纯化的条件,获得了纯度高、均一性好且能满足蛋白质结晶需求的蛋白;通过对Hrip1蛋白结晶条件的筛选,发现Hampton Research公司的Salt Rx1试剂盒的第20号条件下生长的晶体质量比较好;通过对该条件的进一步优化,最终获得了具有高衍射能力的单晶,并收集到了分辨率可达2.0A以上的高质量的衍射数据,为研究Hrip1蛋白的结构奠定了基础。利用酵母双杂交技术,将Hrip1与pGBKT7载体中的BD结构域融合表达作为诱饵蛋白,完成了对拟南芥cDNA文库的筛选,筛选获得48个候选基因;通过基因序列及相关功能分析,从中选取25个可能的候选互作蛋白进行反向互作验证,最终获得3个能与Hrip1在酵母体内互作的候选拟南芥蛋白,它们被分别命名为AtZFP1、AtAGB1、AtSGT1,已有的研究报道了AtSGT1和AtUBX1与植物免疫或抗逆相关,AtSGT1是E3泛素连接酶,参与MAPK级联反应,参与植物抵御病原菌的侵染,介导茉莉酸信号途径的传递等,AtAGB1是GTP结合蛋白复合物的β1蛋白,该蛋白能调控植物细胞壁的防御反应及病原真菌的侵染,而AtZFP1在本生烟中的同源蛋白被证明参与了植物抗病反应,且该蛋白与植物生长发育相关。这3种候选互作蛋白在拟南芥识别激发子Hrip1中是否发挥确切的作用以及发挥何种作用,有待进一步通过体内、体外互作研究方法和生物学功能相关研究方法进行研究验证。更多还原