遺傳發育所在細菌中實現植物泛素化途徑的重建

圖：植物泛素化在細菌中的重建，以ABI3及其對應的E3 泛素連接酶AIP2為例。a. 將編碼ABI3（底物），E1，AIP2（E3），E2和Ub（泛素單體）的基因構建到三個帶有不同選擇性標記的且相容的原核表達載體中；b. 利用不同的相應標籤抗體對這五個蛋白在泛素化中的狀態進行檢測。

泛素化是一種重要的真核生物蛋白質翻譯後修飾方式，它決定了被修飾蛋白的命運。泛素化的過程分為三步系列的酶促反應，分別由E1、E2和E3來催化，並最終使泛素共價地結合到了底物蛋白上。通常來講，整個泛素化途徑至少需要五個蛋白的參與：泛素單體、E1、E2、E3和底物蛋白。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心呂東平研究組利用合成生物學的手段，將編碼以上5個植物蛋白的基因同時在同一大腸桿菌細胞中表達，獲得了植物泛素化途徑在細菌中的重建（如圖）。

該系統具有以下優點：1）植物泛素化組分在細菌中表達後，直接參与了泛素化反應，因此免去了預先表達純化這些蛋白質的步驟，這對於那些水溶性差的蛋白尤為重要；2）在該系統中，所有植物蛋白均在活細胞內進行泛素化反應；3）利用該系統可以產生大量的泛素修飾蛋白，這有利於下一步的泛素化位點鑒定和生化研究。因此，該系統提供了一種研究植物蛋白質泛素化的新方法。

該研究成果於5月16日在《植物學報》（Plant Journal）雜誌以Technical advance 的形式在線發表（DOI: 10.1111/tpj.13603）。研究組碩士研究生韓玉芳為論文第一作者，碩士畢業生孫建杭為共同第一作者。該研究得到了國家自然基金、「973」計劃和植物基因組學國家重點實驗室的資助。

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