赖氨酸乙酰化作用是一种广泛存在的转录后修饰调控,在酶活性、蛋白互作、蛋白稳定性以及代谢途径等细胞过程中发挥着重要作用。氮素是茶树必需的最关键营养元素,青岛农业大学丁兆堂教授团队以一年生的青农3号茶树品种扦插苗为材料,在全营养条件下培养7天后将其中的0.84 mM (NH4)2SO4去除,作为氮饥饿处理7天,处理结束后作为0 N进行取样,接着重新进行全营养培养,将正常培养下的0.84 mM (NH4)2SO4替换为2.52 mM (NH4)2SO4作为N再补给处理,分别在处理3 h和3 d进行取样,并对这三个取样时期的样品进行蛋白赖氨酸乙酰化位点鉴定。
其中共鉴定到了1286个蛋白上的2229个赖氨酸乙酰化位点,从2180个乙酰化多肽中提取出E*KacK、Kac*K、Kac*R、Kac*HK、Kac*N、Kac*S、Kac*T、Kac*D等16个保守基序。大多数鉴定到的赖氨酸乙酰化蛋白位于叶绿体(39%)和细胞质(29%)中,其中与生物代谢相关的酶易发生乙酰化作用。这些乙酰化蛋白主要富集在光合作用的三个初级蛋白复合物光系统I、光系统II和细胞色素b6/f复合物中,而其中与光合作用相关的蛋白,如LHCA1、LHCA3、LHCB6、psaE、psaD、psaN等发生了明显的乙酰化作用。在茶树叶片感知铵的存在后,糖酵解和次生代谢产物生物合成相关的蛋白,如GAPDH、PEPC、ENL、petC、PAL、DFR、naringenin 3-dioxygenase和CHI发生显著的乙酰化作用。
此外,对蛋白质互作网络(PPI)分析显示,乙酰化蛋白之间的相互作用主要涉及到光合作用和核糖体。
该研究为茶树响应氮营养时发生赖氨酸乙酰化修饰的首次报道。论文发表在国际著名学术期刊《BMC Genomics》上,得到了山东省现代农业产业技术体系项目、山东省现代农业重大技术创新项目支持。硕士研究生姜举堂为论文第一作者,泰山学者特聘专家、山东省茶叶产业体系首席专家丁兆堂教授为论文的通讯作者。
原文链接:https://doi.org/10.1186/s12864-018-5250-4
青岛农业大学 丁兆堂教授供稿
责任编辑:千鹤茶苗