UDP-GlcNAc是蛋白N-糖基化和O-GlcNAc糖基化的直接糖供体,具有重要的生物学功能,但植物中UDP-GlcNAc生物合成途径尚未完全解析,其参与蛋白糖基化及生长发育调控的功能与机制尚不明确。
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本工作中,团队在模式植物拟南芥中鉴定了植物UDP-GlcNAc生物合成途径的第三个酶,即N-乙酰氨基葡萄糖磷酸变位酶(N-acetylglucosamine phosphate mutase,AGM),并明确其酶学性质;进一步通过构建系列突变株发现,敲低AtAGM基因导致拟南芥UDP-GlcNAc含量显著下降,进而突变株苗期出现温度依赖性的生长缺陷,在成苗期生长则更加旺盛,蛋白组实验发现成苗中生长相关蛋白显著上调。糖基化水平定量分析发现,蛋白O-GlcNAc修饰水平在AtAGM敲低突变株中明显下降,而N-糖基化影响不大。团队进而利用O-GlcNAc糖基化突变体及抑制剂证实,蛋白O-GlcNAc糖基化水平受损是AtAGM敲低突变株出现表型变化的主要原因。因此,UDP-GlcNAc在植物生长发育过程的重要功能主要通过调控蛋白O-GlcNAc糖基化水平实现。
相关工作以“Protein O-GlcNAcylation impairment caused by N-acetylglucosamine phosphate mutase deficiency leads to growth variations in Arabidopsis thaliana”为题,发表在《植物学杂志》(The Plant Journal)上。该工作的第一作者是我所1805组贾晓晨助理研究员。本研究中蛋白组检测工作得到我所叶明亮研究员团队支持。上述工作得到国家自然科学基金、中科院青促会、大连市科技创新基金等项目的支持。(文/图 贾晓晨)
文章链接:https://doi.org/10.1111/tpj.16156