蛋白質(zhì)亞硝基化與甲基化通路互作調(diào)控植物脅迫反應(yīng)的工作模型圖

甲基化修飾與一氧化氮 (nitric oxide; NO) 依賴的亞硝基化修飾是高度保守的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，這兩類修飾參與調(diào)控眾多生物學(xué)過程，包括調(diào)控非生物脅迫反應(yīng)。但二者調(diào)控非生物脅迫的分子機制不甚清楚。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所左建儒研究組在亞硝基化蛋白質(zhì)組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)擬南芥蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶 PRMT5 被亞硝基化修飾。PRMT5 是在高等真核生物中高度保守的一個酶，催化精氨酸雙對稱性甲基化修飾，其底物包括 pre-mRNA 剪接體的核心組分。生化和分子遺傳學(xué)分析表明，在響應(yīng)非生物脅迫時，NO 通過對 PRMT5 第 125 位半胱氨酸殘基 (Cys-125) 特異的亞硝基化修飾而調(diào)控其甲基轉(zhuǎn)移酶活性，即 Cys-125 為 PRMT5 感受 NO 信號必需。PRMT5 甲基轉(zhuǎn)移酶中 Cys-125 的亞硝基化修飾增強了植物體內(nèi)精氨酸雙對稱性甲基化修飾的水平，介導(dǎo)脅迫相關(guān)基因 pre-mRNA 的正常剪切，因而增強了植物對脅迫的耐受性。上述研究發(fā)現(xiàn) NO 介導(dǎo)的蛋白質(zhì)亞硝基化修飾與蛋白質(zhì)甲基化通路互作，從而協(xié)調(diào)植物拮抗非生物脅迫的分子機制。