植物含跨膜域RING E3泛素連接酶研究進展

孫林靜 張融雪 蘇京平 王勝軍 佟 卉 劉燕清 孫 玥

(天津市農作物研究所，天津 300384)

泛素蛋白酶途徑在真核生物中是非常保守的，這個途徑由泛素活化酶E1 (ubiquitin activating enzyme) 、泛素結合酶E2 (ubiquitin conjugating enzyme) 和泛素連接酶E3 (ubiquitin ligase enzyme) 協同工作。E1通過ATP依賴的方式與泛素共價結合，E2接受E1提供的泛素并與E3互作，E3識別并結合底物蛋白，然后將泛素轉移給底物蛋白，形成底物蛋白單泛素或者多泛素化[1]。

1 TMD-RING在植物生理過程中的作用

1.1 TMD-RING在非生物脅迫中的作用

AtATL78表達受低溫誘導但受干旱抑制，是一個膜定位RING泛素連接酶，刪除其跨膜域后定位于細胞質，具有體外泛素連接酶活性，AtATL78 RNAi植株對低溫的耐受性增強，但是對干旱的耐受性減弱[2]。

GhSARP1 是一個定位于質膜的C3H2C3類型的E3泛素連接酶，具有體外E3連接酶活性。GhSARP1在花后24、27和27DPA的葉片、花和纖維中轉錄水平較高，在根和莖中轉錄水平較低。GhSARP1的表達被鹽、低溫和ABA下調。過表達GhSARP1的轉基因擬南芥在萌發和萌發后階段對鹽脅迫敏感，這表明GhSARP1可能負調控棉花中泛素化介導的鹽脅迫反應[3]。

BnTR1是N末端具有2個跨膜域的C4HC3蛋白，具有體外泛素連接酶活性。在油菜和水稻中過表達該基因，增強了轉基因植株對熱脅迫的抗性。BnTR1可能通過調節鈣通道的活性參與調控鈣離子動態，進而誘導熱擊轉錄因子和熱擊蛋白表達量上調，從而正調控植物熱脅迫耐受性[4]。

OsHIR1是定位于質膜和細胞核的C3H2C3類型RING泛素連接酶，其表達受到砷和鎘誘導。在擬南芥中過表達OsHIR1能增強轉基因植株對砷和鎘的耐受性，OsHIR1能與OsTIP4;1相互作用，并通過26S蛋白酶體介導其降解，減少轉基因植株對砷和鎘的吸收從而增強對重金屬耐受性[5]。……