玉米胚乳中14-3-3蛋白相互作用组学分析

【摘要】： 植物14-3-3蛋白是一类具有广泛作用的调控蛋白家族。该蛋白能够与多种蛋白酶类发生蛋白质相互作用,一方面激活或抑制靶酶活性,另一方面扮演支架和桥梁蛋白的作用,通过二聚体中不同亚基与不同蛋白相结合,进而把原本不直接相互作用的蛋白从空间上拉近,形成新的蛋白复合物,加速代谢流的传递。 研究表明植物14-3-3蛋白在碳水化合物的合成代谢中发挥重要作用,如:通过与蔗糖磷酸合成酶(SPS),3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPN)等关键酶相结合,调控靶酶活性进而影响糖代谢。最近的研究表明14-3-3蛋白参与淀粉合成代谢,如:拟南芥中抑制14-3-3蛋白活性导致淀粉积累量显著增多;玉米未成熟的花粉粒中存在能与淀粉颗粒紧密结合的14-3-3蛋白;玉米淀粉合成酶SSIII含有保守的14-3-3蛋白磷酸化的作用位点。这些研究成果预示着14-3-3蛋白可能在玉米淀粉颗粒修饰和淀粉代谢调控中发挥重要的作用。 为了解析玉米14-3-3蛋白在玉米胚乳中如何发挥调控作用,我们开展了玉米发育期籽粒14-3-3蛋白的相互作用组解析研究工作。首先调查了NCBI数据库中14-3-3各亚型的组织特异性分布,选择在玉米胚乳中表达的14-3-3蛋白亚型为研究对象。采用巢式PCR的方法从高支链玉米品种籽粒胚乳cDNA中扩增得到14-3-3蛋白亚型基因zmAAU93690,并表达纯化出14-3-3蛋白。选用Affi-15亲和介质成功制备了14-3-3蛋白亲和层析柱,并成功提取出具有活性的玉米胚乳全蛋白,采用亲和层析Pull-down技术从玉米籽粒胚乳中筛选出14个与14-3-3蛋白能够发生相互作用的蛋白因子,其中4个为糖酵解过程中的酶类。这些新发现的14-3-3互作蛋白因子为深入解析14-3-3蛋白在淀粉代谢中的调控机理提供了很好的研究材料,对进一步了解玉米淀粉合成调控机制做出了贡献。