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          我所鑒定植物UDP-GlcNAc合成關鍵酶并揭示其影響O-GlcNAc糖基化調控植物生長的分子機制

            近日,我所生物技術研究部天然產物及糖工程研究組(1805組)尹恒研究員團隊在植物糖生物學研究領域取得新進展,鑒定了植物UDP-GlcNAc合成路徑關鍵酶,并揭示了其影響O-GlcNAc糖基化調控植物生長發育的分子機制。

            UDP-GlcNAc是蛋白N-糖基化和O-GlcNAc糖基化的直接糖供體,具有重要的生物學功能,但植物中UDP-GlcNAc生物合成途徑尚未完全解析,其參與蛋白糖基化及生長發育調控的功能與機制尚不明確。

            本工作中,團隊在模式植物擬南芥中鑒定了植物UDP-GlcNAc生物合成途徑的第三個酶,即N-乙酰氨基葡萄糖磷酸變位酶(N-acetylglucosamine phosphate mutase,AGM),并明確其酶學性質;進一步通過構建系列突變株發現,敲低AtAGM基因導致擬南芥UDP-GlcNAc含量顯著下降,進而突變株苗期出現溫度依賴性的生長缺陷,在成苗期生長則更加旺盛,蛋白組實驗發現成苗中生長相關蛋白顯著上調。糖基化水平定量分析發現,蛋白O-GlcNAc修飾水平在AtAGM敲低突變株中明顯下降,而N-糖基化影響不大。團隊進而利用O-GlcNAc糖基化突變體及抑制劑證實,蛋白O-GlcNAc糖基化水平受損是AtAGM敲低突變株出現表型變化的主要原因。因此,UDP-GlcNAc在植物生長發育過程的重要功能主要通過調控蛋白O-GlcNAc糖基化水平實現。

            相關工作以“Protein O-GlcNAcylation impairment caused by N-acetylglucosamine phosphate mutase deficiency leads to growth variations in Arabidopsis thaliana”為題,發表在《植物學雜志》(The Plant Journal)上。該工作的第一作者是我所1805組賈曉晨助理研究員。本研究中蛋白組檢測工作得到我所葉明亮研究員團隊支持。上述工作得到國家自然科學基金、中科院青促會、大連市科技創新基金等項目的支持。(文/圖 賈曉晨)

            文章鏈接:https://doi.org/10.1111/tpj.16156 

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