Plant Physiology | 青岛农业大学葛磊课题组揭示脂类分子运输蛋白ORP2A介导糖信号反应的新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

植物中，具有α、β和γ三种亚基的异三聚体GTP结合蛋白（Heterotrimeric GTP-binding proteins，G蛋白）是普遍存在于真核细胞中的跨膜信号转导因子，其介导的信号传导机制已被证实参与调控植物激素，糖，光信号转导以及植物病源免疫反应的不同方面。同时植物细胞膜上存在GTP-ase Accelerating Protein（GAP）蛋白，可促使G蛋白的Gα亚基由活性状态转变为无活性状态，终止G蛋白信号。拟南芥的RGS1属于GAP蛋白的一种，具有跨膜结构域，可感受细胞膜外的糖浓度信号，其胞内结构域可通过调节G蛋白的活性来输出糖信号。当RGS1未受到糖分子激活时，该蛋白可促进GTP的水解，从而使Gα蛋白处于非活性状态。当RGS1受到糖信号刺激时，RGS1被磷酸化，磷酸化后的RGS1发生内吞，从而促进G蛋白复合体分离，释放后的α亚基恢复到活性状态，激活下游信号。但是拟南芥RGS1如何通过自身稳定性的调节来调控糖信号以至于G蛋白信号转导的机制还未见报道。

近日，青岛农业大学农学院和山东农业大学生科院葛磊教授课题组在Plant Physiology杂志发表了题为“Lipid transport protein ORP2A promotes glucose signaling by facilitating RGS1 degradation”的研究论文，揭示了拟南芥的脂类分子运输蛋白ORP2A可以通过与AtRGS1互作并促进其降解来介导糖信号反应的调控机理。

该研究发现拟南芥氧化固醇结合蛋白相关蛋白ORP2A功能缺失突变体orp2a-1表现出与G蛋白突变体agb1-2相类似的表型。不同ORP2A过表达转基因株系都表现出糖敏感的表型，并可上位rgs1-2对糖信号不敏感的表型。通过orp2a-1、agb1-2和双突变体的生物信息学数据和表型分析，揭示了ORP2A和Gβ在G蛋白信号和糖反应调控中的存在遗传学上的相互作用。亚细胞定位分析表明，ORP2A定位于内质网（ER）、质膜(PM)和EPCSs区(ER-PM接触位点)，并在体内和体外通过FFAT-Like 氨基酸序列基序介导与VAP27-1相互作用。膜脂结合实验证实了该蛋白的PH结构域与不同磷脂酰肌醇具有不同的结合活性。该研究进一步通过体内外实验证实ORP2A与AtRGS1存在直接相互作用，并利用细胞学观察结果证实ORP2A在维持AtRGS1的稳定性上具有负调节作用。

综上所述，拟南芥氧化甾醇结合蛋白相关蛋白ORP2A能通过和VAP27-1结合定位在EPCS区，可能通过与磷脂酰肌醇的结合活性与AtRGS1直接相互作用，促进AtRGS1降解，从而正向调控G蛋白和糖信号。

拟南芥ORP2A促进AtRGS1降解调控糖信号的工作模型

青岛农业大学农学院葛磊教授为本文的通讯作者，青岛农业大学农学院予茜副教授和山东农业大学博士毕业生邹文娇（现任职于山东中医药大学药物研究院）为本文共同第一作者。本研究得到国家自然科学基金(31071066、31370325)的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad238

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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