中科院植物所发现植物内质网相关蛋白降解新因子

水稻种子是蛋白质和淀粉的储藏器官。在逆境环境下，灌浆期种子会积累大量错误折叠和非折叠蛋白，产生内质网胁迫，进而影响种子产量和品质。以往研究显示，内质网相关蛋白降解（ERAD）途径在清除错误折叠蛋白以及内质网胁迫应答中发挥着重要作用。由于现有的ER胁迫诱导方法很难应用于种子系统中，因此，人们对植物种子中ERAD的机理仍知之甚少。

中国科学院植物研究所曲乐庆研究组在前期研究工作中发现，胚乳特异性抑制小G蛋白SAR1的表达，会导致分泌蛋白滞留在内质网中，导致水稻种子产生内质网胁迫。在此基础上，研究人员分离纯化了发生内质网胁迫的水稻种子的内质网，通过定量蛋白质组学分析，鉴定到一个内质网胁迫应答因子OsDER1。研究人员发现，OsDER1表达受ER胁迫诱导，过量表达或者抑制表达OsDER1会激活未折叠蛋白响应，使水稻对内质网胁迫更加敏感，泛素化蛋白的水平显著提高；抑制表达OsDER1转基因水稻种子呈现粉质、皱缩表型，淀粉粒和蛋白体I形态发生改变。进一步研究表明，OsDER1与经典的ERAD途径核心组分OsHRD1、OsHRD3以及OsCDC48均存在相互作用。研究人员还发现，OsDER1还与信号肽肽酶OsSPP相互作用。近期的一些研究表明，在酵母和哺乳动物系统中SPP和DER1能够形成一条新的ERAD途径，而OsDER1与OsSPP相互作用结果暗示这条ERAD途径在植物中也保守。

该研究有助于阐明植物ER胁迫应答机理。研究成果9月1日正式发表于国际学术期刊Plant Physiology。曲乐庆研究组的助理研究员钱丹丹为论文的第一作者，曲乐庆为通讯作者。该研究得到国家科技部重点研发计划和自然科学基金委项目的资助。

 

OsDER1参与内质网相关蛋白降解