分子植物科學卓越創(chuàng)新中心黃偉杰研究組與合作者揭示植原體效應蛋白SAP05介導非泛素化蛋白降解的結構基礎
文章來源：分子植物科學卓越創(chuàng)新中心 | 發(fā)布時間：2023-12-05 | 【打印】 【關閉】
2023年12月1日，國際知名學術期刊PNAS在線發(fā)表了中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心和英國John Innes Centre合作的題為“Bimodular Architecture of Bacterial Effector SAP05 that Drives Ubiquitin-Independent Targeted Protein Degradation”的研究論文。該研究揭示了植原體效應蛋白SAP05如何同時結合植物中的靶蛋白和26S蛋白酶體上的泛素受體RPN10，以實現(xiàn)非泛素依賴的蛋白酶體降解。
植原體是一類典型的蟲媒細菌性病害，由葉蟬、飛虱等刺吸式昆蟲取食植物而傳播，特異侵染植物的韌皮部組織。它們能夠侵染上千種植物，引發(fā)包括棗瘋病、泡桐叢枝病和桑萎縮病等重大病害。染病植物通常表現(xiàn)出花變葉（phyllody）或叢枝（Witches' broom）等癥狀，無法正常生長繁殖，從而淪為植原體滋生和蟲媒傳播的溫床，又被稱為‘僵尸’植物（‘Zombie’plant）。在之前的研究中，黃偉杰等人發(fā)現(xiàn)植原體的一個效應蛋白SAP05能夠通過劫持植物26S蛋白酶體上的泛素受體RPN10，特異地降解植物中SPL和GATA兩大類調控植物發(fā)育相關的轉錄因子，從而引發(fā)叢枝癥狀（Huang et al., 2021.Parasitic modulation of host development by ubiquitin-independent protein degradation. Cell 184, 5201–5214.）。本研究在此基礎上進一步解析了SAP05-RPN10以及SAP05-SPL5的晶體結構。分析表明SAP05具有獨特的雙模塊構型，其中松散的loop表面主要通過靜電作用結合轉錄因子，而剛性的sheet表面主要通過極性作用結合RPN10（圖a）。同時，SAP05與RPN10結合的部位背向26S蛋白酶體，并不影響RPN10在26S蛋白酶體的組裝（圖b）?？偟膩碚f，本研究揭示了細菌效應蛋白是如何繞過經典的泛素-蛋白酶體途徑，從而在真核細胞中實現(xiàn)非泛素依賴的靶向蛋白降解，為研發(fā)新的靶蛋白降解技術提供了一種新的思路。
John Innes Centre Saskia Hogenhout教授、中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心黃偉杰研究員為本文的共同通訊作者。該研究得到了上海自然科學基金項目的資助。
論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2310664120
植原體效應蛋白SAP05三元復合體結構
