福建农林大学王琴课题组阐明植物蓝光受体CRY1磷酸化的分子机制
2022/8/2 8:47:02 阅读：139 发布者：
光不仅是植物光合作用的能量来源，也是调控植物生长发育的重要环境信号。植物通过光受体蛋白感知外界光信号。隐花色素（cryptochrome, CRY）是植物体内的主要蓝光受体，包括CRY1和CRY2，它们分别主要参与调控植物的光形态建成与光周期开花。CRY1与CRY2在细胞核中发生蓝光依赖的磷酸化和降解，但CRY1磷酸化的分子基础，以及磷酸化的生物学功能均不清楚。
JIPB近日在线发表了福建农林大学王琴课题组题为“Blue light-induced phosphorylation of Arabidopsis CRY1 is essential for its photosensitivity”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13331），该研究阐明了拟南芥蓝光受体CRY1磷酸化的分子机制。
该研究通过质谱鉴定了拟南芥CRY1的磷酸化位点，并对模拟非磷酸化CRY1突变体（nonphosphomimetic variants, Ser或Tyr突变成Ala，简称CRY1-A）及模拟磷酸化CRY1突变体（phosphomimetic variants, Ser或Tyr突变成Asp，简称CRY1-D）的光生物化学及生物学功能进行了分析，发现：非磷酸化CRY1突变体(CRY1-A)的生理活性下降，磷酸化CRY1突变体 (CRY1-D)的生理活性显著增强，并呈现出不依赖蓝光的生理活性，说明磷酸化正向调控CRY1的功能；CRY1-D与光形态建成核心抑制因子COP1的互作增强，暗示磷酸化可通过增强CRY1与下游互作蛋白的相互作用正向调控CRY1的活性。该研究进一步证明了光调蛋白激酶PPK（Photoregulatory Protein Kinase）是CRY1的蛋白激酶，PPK通过在蓝光下特异地磷酸化CRY1对CRY1的活性与蛋白稳定性进行调节。
王琴教授长期从事植物蓝光受体隐花色素（Cryptochromes, CRYs）的分子机制研究，系统阐明了CRY2光激活与失活（Science, 2016, 354:343-347；The Plant Journal, 2017, 92:426-436；Molecular Plant, 2020, 13:398-413）、磷酸化（Nature Communications, 2017, 8:15234；Molecular Plant, 2015, 8:631-643）及泛素化降解（Nature Communications, 2021, 12:2155；New Phytologist, 2022, 234:1332-1346）的分子机制。这篇论文进一步揭示了CRY1磷酸化的分子机制，为光信号调控植物生长发育提供了理论依据。
福建农林大学生命科学学院博士生高林、华南农业大学柳青副教授以及福建农林大学钟鸣讲师为该文的共同第一作者，柳青副教授和王琴教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重研发计划青年项目和福建省自然科学基金的资助。
转自：iPlants
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