8月9日,我校生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護與利用國家重點實驗室何正國教授領(lǐng)銜的合成生物學(xué)團隊與北京理工大學(xué)和北京科技大學(xué)相關(guān)團隊合作聯(lián)合在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》(Nature Communications)發(fā)表題為《綠色植物OTUB亞家族中保守的Met1特異性基序使水稻OTUB1能夠水解Met1泛素鏈》(Met1-specific Motifs conserved in OTUB subfamily of green plants enable rice OTUB1 to Hydrolyse Met1 Ubiquitin Chains)的研究論文。廣西大學(xué)為論文的第一完成單位和共同通訊作者單位。該工作在國際上首次揭示了水稻去泛素化酶OTUB1水解Met1泛素鏈的分子機制,發(fā)現(xiàn)了跨物種范圍OTUB亞家族成員水解Met1泛素鏈的分子開關(guān)。
OsOTUB1的相關(guān)結(jié)構(gòu)及Met1特異性基序發(fā)揮功能的機制模型
泛素-去泛素過程在動物、植物、微生物等多種生物中普遍存在,廣泛參與包括炎癥和先天免疫信號傳導(dǎo)調(diào)控等基礎(chǔ)生命過程。然而,目前關(guān)于植物中的Met1類型泛素鏈的去泛素酶的作用機制仍然不清楚。在該項工作中,我們創(chuàng)新性采用一鍋法高效制備了攜帶脫氫丙氨酸的Met1-二泛素自殺型探針,發(fā)現(xiàn)了水稻源OTUB1(OsOTUB1)能夠高效水解Met1類型泛素鏈。通過解析OsOTUB1、OsOTUB1~Met1-二泛素復(fù)合物、OsOTUB1~泛素復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),我們發(fā)現(xiàn)Met1泛素鏈的水解活性(Met1活性)由OsOTUB1 S1'口袋中的Met1特異性基序N-handle motif和C-handle motif所決定的。有趣的是,這些基序在綠色植物中廣泛保守但在后生動物中完全不存在,因此這一發(fā)現(xiàn)為在分類學(xué)上區(qū)分原始單細胞生物(無典型特征)為植物細胞還是動物細胞提供了全新的分子標準。
生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理教授盧利寧為本論文的第一作者及共同通訊作者,碩士研究生翟效國、張利君、王璐楊和金浠為共同第一作者。我校合成生物學(xué)團隊負責人何正國教授、北京理工大學(xué)王豐教授以及北京科技大學(xué)梅子青教授為共同通訊作者。盧利寧博士是生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2020年引進的助理教授,在合成生物學(xué)團隊中主要負責去泛素酶的功能解析及新藥靶標發(fā)現(xiàn)等工作,目前已經(jīng)在《美國科學(xué)院院刊》和《自然-通訊》等國際知名期刊發(fā)表了多篇高水平論文。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣西八桂學(xué)者計劃、廣西大學(xué)人才引進啟動經(jīng)費及廣西科技基地與人才專項等項目的聯(lián)合資助。