小橡胶粒子膜蛋白异构体翻译后修饰在激素刺激橡胶生物合成中的调控机制

批准号:
31570301
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王旭初
依托单位:
学科分类:
C0204.水分和营养物质的运输与代谢
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
仝征、靳翔、孙勇、王丹、杨倩、蒙雪茹、杨子平、何丽平、冯伟强
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中文摘要
天然橡胶生产实践及以往研究证实,植物激素(乙烯和茉莉酸)刺激能提高橡胶生物合成效率和胶乳产量,但并不诱导甚至抑制橡胶合成中关键基因表达,这是长期困扰橡胶生物合成研究的一个谜。根据前期蛋白质组结果及最新发表的资料,我们认为激素调控橡胶合成并不在基因水平,而是在蛋白质特别是蛋白翻译后修饰水平,橡胶合成关键酶的磷酸化、糖基化和泛素化起重要作用,其中小橡胶粒子膜蛋白(SRPP)不同异构体的翻译后修饰很可能是橡胶合成调控的关键开关。本项目采用蛋白质组学和蛋白质化学等技术,从经乙烯和茉莉酸处理前后的胶乳和橡胶粒子膜中鉴定SRPP的不同异构体并检测修饰位点,分离纯化不同异构体,比较修饰前后不同异构体对橡胶合成效率的影响,并对其功能进行体外验证。研究结果有助于阐明SRPP不同异构体的翻译后修饰在植物激素乙烯和茉莉酸调控天然橡胶生物合成中的作用方式,为深入理解橡胶生物合成调控新机制提供新的理论依据。
英文摘要
Plant hormone (ethylene and jasmonate) can activate the natural rubber biosynthesis and sharply improve natural rubber production, which has been proved by many studies and widely used in natural rubber production all over the world. However, it is a long enigma that many genes involved in rubber biosynthesis were not induced upon exogenous hormone treatment. Based on our proteomics results for rubber latex and rubber particles and several recent reports, we bring forward an assumption that ethylene and jasmonate can improve natural rubber biosynthesis by inducing the post-translational modifications of some isoforms of small rubber particle protein (SRPP). The hormonal regulation of natural rubber biosynthesis is not mainly based on gene expression, but on protein level, in particular on post-translational modifications of some specific protein isoforms. We think the phosphorylation, glycosylation and ubiquitination of SRPP isoforms play crucial roles on hormone-stimuli of natural rubber biosynthesis. Therefore, in this project, our first object was set to identify as many as SRPP isoforms from latex and rubber particles, then determine their exact post-translational modifications by using proteomics and molecular biology technologies. After that, we plan to verify their detail biological functions and changed patterns on ethylene and jasmonate stimulation. These results will basically clarify the potential roles of phosphorylation, glycosylation and ubiquitination of SRPP isoforms on natural rubber biosynthesis and deepen our understanding of the basic molecular mechanisms of the increasing latex yield which produce by hormone stimuli. These results will also reveal a new regulation mechanism of ethylene and jasmonic acids on natural rubber biosynthesis, and provide a new theoretical foundation for reasonable utilization of plant hormone to stimulate natural rubber latex production in future.
天然橡胶生产实践及以往研究证实,外施乙烯能极显著提高天然橡胶胶乳产量,但并不诱导甚至抑制橡胶合成中关键基因表达,这是长期困扰橡胶生物合成研究的一个谜。根据前期蛋白质组结果及最新发表的资料,我们认为乙烯调控橡胶合成并不在基因水平,而是在蛋白质特别是蛋白翻译后修饰水平,橡胶合成关键酶的磷酸化、糖基化和泛素化起重要作用,其中小橡胶粒子膜蛋白(SRPP)不同异构体的翻译后修饰很可能是橡胶合成调控的关键开关。本项目采用蛋白质组学和蛋白质化学等技术,从经乙烯处理前后的胶乳和橡胶粒子膜中鉴定SRPP的不同异构体并检测修饰位点,分离纯化不同异构体,比较修饰前后不同异构体对橡胶合成效率的影响,并对其功能进行体外验证。最终,我们构建了乙烯通过调控小橡胶粒子上关键蛋白质异构体磷酸化修饰来促进橡胶生物合成的调控模式图,发现了乙烯刺激割胶的调控新机制,为深入理解橡胶生物合成提供新的理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jprot.2018.05.002
发表时间:2018-06
期刊:Journal of proteomics
影响因子:3.3
作者:Dan Wang;Yong Sun;Lili Chang;Zheng Tong;Quanliang Xie;Xiang Jin;Liping Zhu;P. He;Hongbin Li;Xuchu Wang
通讯作者:Dan Wang;Yong Sun;Lili Chang;Zheng Tong;Quanliang Xie;Xiang Jin;Liping Zhu;P. He;Hongbin Li;Xuchu Wang
Comparative Proteomics of Rubber Latex Revealed Multiple Protein Species of REF/SRPP Family Respond Diversely to Ethylene Stimulation among Different Rubber Tree Clones.
橡胶乳胶的比较蛋白质组学揭示了不同橡胶树克隆中 REF/SRPP 家族的多种蛋白质对乙烯刺激的不同反应
DOI:10.3390/ijms18050958
发表时间:2017-05-02
期刊:International journal of molecular sciences
影响因子:5.6
作者:Tong Z;Wang D;Sun Y;Yang Q;Meng X;Wang L;Feng W;Li L;Wurtele ES;Wang X
通讯作者:Wang X
DOI:--
发表时间:2019
期刊:西北植物学报
影响因子:--
作者:高璇;刘进平;于莉;袁博轩;王旭初;张雪妍
通讯作者:张雪妍
Proteomic Landscape Has Revealed Small Rubber Particles Are Crucial Rubber Biosynthetic Machines for Ethylene-Stimulation in Natural Rubber Production
蛋白质组学景观揭示了小橡胶颗粒是天然橡胶生产中乙烯刺激的关键橡胶生物合成机器
DOI:10.3390/ijms20205082
发表时间:2019-10-02
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
影响因子:5.6
作者:Wang, Dan;Xie, Quanliang;Wang, Xuchu
通讯作者:Wang, Xuchu
DOI:--
发表时间:2019
期刊:植物科学学报
影响因子:--
作者:谢全亮;李鸿彬;王旭初
通讯作者:王旭初
橡胶粒子洗脱液中SRPP-HRBP-REF膜蛋白复合体成员及其互作蛋白的分离鉴定和功能分析
- 批准号:31860224
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:41.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:王旭初
- 依托单位:
国内基金
海外基金
