本周推荐的文章为12月06日黄进课题组每周的文献分享组会上，由周映旭（2023级生物技术与工程专业硕士研究生）分享的题为“Pepper RING‐Type E3 ligase CaFIRF1 negatively regulates the protein stability of pepper stress‐associated protein, CaSAP14, in the dehydration stress response”的文章。该文章发表于Plant, Cell & Environment（中科院一区，IF=6，第一作者：Yeongil Bae，通讯作者：Sung Chul Lee）。

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研究背景

由于人类活动的影响，不规则降雨和土壤荒漠化以及其他极端天气给植物的生存发育带来新的挑战，其中脱水胁迫能够导致植物体内活性氧水平升高，渗透水平失衡，损害细胞成分，最终影响植物生长和生产力。然而植物已进化出多种机制应对脱水胁迫，但相关研究仍存在知识空白，目前已有研究表明植物胁迫相关蛋白家族（SAPs）参与植物激素合成以及多种生物和非生物胁迫的响应过程，植物中SAPs家族成员能够作为转录因子在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用，也有研究表明其可以作为泛素化系统中的成员参与蛋白的翻译后修饰（PTMs）间接影响植物对非生物胁迫的响应。本文章作者的先前研究中发现辣椒中的CaSAP14可正向调节脱水胁迫响应，但其蛋白稳定性的调控机制尚不完全清楚，因此在本文中作者进一步探索了CaSAP14调控植物应对脱水胁迫的可能机制。

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研究内容

本文通过无细胞降解实验发现，在脱水和ABA处理下CaSAP14蛋白的降解显著减弱，且该降解过程受26S蛋白酶体抑制剂MG132抑制，表明CaSAP14蛋白通过26S蛋白酶体途径降解。随后为了找到调节CaSAP14蛋白降解的上游蛋白，作者通过酵母双杂交筛选出E3泛素连接酶家族成员CaFIRF1，并通过BiFC、Co-IP、LCI实验进一步证实二者之间的相互作用。随后作者通过体外泛素化实验证明了CaFIRF1对CaSAP14的泛素化降解作用，并且在植物实验中证实了CaFIRF1参与到植物应对脱水胁迫过程。

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研究结论

本文实验数据表明CaFIRF1与CaSAP14相互作用并且CaFIRF1通过26S蛋白酶体使CaSAP14泛素化降解，而在作者先前研究中已经证明CaSAP14能够调控植物对脱水胁迫的耐受性，因此本文认为CaFIRF1能够通过调节CaSAP14的蛋白稳定性从而调控辣椒对脱水胁迫的响应。而在脱水胁迫下，可能存在复杂调控过程阻碍CaFIRF1介导的CaSAP14降解，使CaSAP14积累，增强植物的脱水耐受性，该过程仍有待进一步探索。

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于课题组的启示

本课题组硕士研究生周映旭正在研究水稻当中SAPs家族成员OsSAP6，目前我们对OsSAP6的分段转录活性分析实验显示其全长及分段下不具有转录活性，但目前对于SAPs家族的研究表明，SAPs家族成员不仅可以作为转录因子发挥作用，也可以通过泛素化发挥功能，因此OsSAP6是否具有泛素化活性，或者作为底物被其它蛋白泛素化从而影响植物对镉胁迫的耐受性，值得我们深入思考和进一步地探索，而本文对于蛋白是否受到泛素化降解的实验探索思路以及其中探索蛋白降解情况的实验方案能为我们今后课题的思考或实践提供指导。

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