DELLA蛋白存在非经典降解途径(2020.6.1 iPlants)
2020-06-21
DELLA转录调节因子是控制植物对环境的生长反应的重要组成部分,这种控制被认为是由赤霉素(GAs)信号通路介导的,其中赤霉素水平变化会促进了DELLAs蛋白的降解。2020年5月30日,PNAS杂志在线发表了来自西班牙巴仑西亚理工大学David Alabadí课题组题为“COP1 destabilizes DELLA proteins in Arabidopsis”的研究论文。
该研究表明COP1/SPA1复合物和DELLA之间有直接物理相互作用,并提出了不同于经典GA信号通路调控DELLA稳定性调节的机制。因此,COP1而不是赤霉素水平的变化介导了DELLA的快速降解以响应环境信号。
DELLAs蛋白是赤霉素(GA)信号传导途径中的负调控元件,一旦被GA激活的GIBBERELLIN INSENSITIVE1(GID1)受体识别出它们的N末端结构域,其稳定性就会严重降低,该受体募集SCF SLY1/GID2复合物会促进它们被蛋白酶体泛素化依赖性降解(如下图)。
该研究首先表明拟南芥生长在28℃或阴影中会降低GA不敏感的DELLA蛋白的丰度,表明存在DELLA降解的非经典途径。之后该研究发现cop1-4突变体幼苗中的RGA(REPRESSOR OF ga1-3(RGA))水平升高,并且在阴影或暖温度条件下增加了COP1的丰度,而RGA水平减少,说明COP1影响RGA水平以响应阴影和温暖条件。
该研究进一步表明,快速升温引起的RGA降解需要COP1,并且要先于GA的变化。此外,该研究还表明GA的变化对RGA丰度的快速變化没有直接的主要贡献,因为当GA水平升高时,COP1已经引起RGA的衰减。进一步该研究还表明,表明COP1-SPA1复合物与DELLA蛋白相互作用,并能促进GA不敏感的DELLA蛋白的降解。
综述所述,该研究表明DELLAs不仅会因经典的GA依赖性途径而受到降解,而且还会受到COP1蛋白的调控降解,并且这种调控与对阴影和温暖温度的生长响应有关。