油菜素甾醇(Brassinosteroids, BRs)是一類重要的植物甾醇類激素,主要調節株高、株型、育性、開花時間、衰老進程等植物生長發育的很多方麵,並調控植物對環境的適應性等。BR信號起始於位於細胞膜的受體激酶BRI1,以前的研究發現BKI1(BRI1 kinase inhibitor 1)是BRI1的關鍵負調控蛋白,在沒有BR時,BKI1定位在細胞膜上與受體BRI1互作,從而抑製BRI1的活性和BR信號轉導;當BR信號存在時,BKI1從細胞膜解離到細胞質中,解除對BRI1的抑製,從而BR信號通路被激活。但是BKI1是如何從細胞膜上解離以及解離到細胞質的功能是什麼?一直是BR信號轉導領域未知的關鍵問題。
王學路教授實驗室主要通過遺傳學、細胞生物學、生物化學和植物生理學的方法發現了BKI1被磷酸化特定位點並從細胞膜解離的機製;揭示了BKI1與14-3-3互作並相互調節的機製;闡明了BKI1在BR信號通路中的正調控功能,從而建立了一條直接連接膜受體BRI1和轉錄調節因子BES1的新的高效信號轉導通路:在沒有BR時,BKI1和14-3-3蛋白分別抑製BR的受體BRI1和轉錄因子BES1;BR信號促進BKI1的磷酸化,磷酸化的BKI1與14-3-3互作解離到細胞質中,從而解除對BRI1和BES1的抑製作用,促進BR的信號輸出(見圖示)。本研究為揭示甾醇類激素調控植物生長發育的機製並為提高植物的產量和抗逆性具有重要的理論意義和應用價值。
2011年11月15日文章發表於Developmental Cell, 2011, 21: 825-834. (IF: 13.946)
Dual role of BKI1 and 14-3-3s in brassinosteroid signaling to link receptor with transcription factors
Haijiao Wang, Cangjin Yang, Chi Zhang, Niyan Wang, Dihong Lu, Jie Wang, Shanshan Zhang, Zhi-Xin Wang, Hong Ma, and Xuelu Wang*
*通訊作者:xueluw@gmail.com
State Key Laboratory of Genetic Engineering and Institute of Plant Biology, School of Life Sciences, Fudan University