Plant Cell 发文质疑小麦山融3号中Ta-sro1蛋白具有PARP酶活性

2014年1月17日，The Plant Cell 杂志发表了来自山东大学生命科学学院夏光敏教授课题组题为“A Wheat SIMILAR TO RCD-ONE Gene Enhances Seedling Growth and Abiotic Stress Resistance by Modulating Redox Homeostasis and Maintaining Genomic Integrity ”的研究论文，该研究结合正向遗传学和反向遗传学手段，鉴定了山融3号耐盐主效候选基因TaSRO1。TaSRO1编码一个多聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶（PARP），该酶在识别DNA损伤以及DNA损伤修复中起重要作用。山融3号中该基因发生了等位变异，使PARP酶活性明显提高。TaSRO1通过调控氧化还原稳态和提高基因组损伤修复能力促进生长发育、增强耐盐能力。

该研究确定了一种 Ta-SRO1 蛋白型（Ta-sro1），该蛋白表现出升高的 PARP 活性，并使小麦品种山融3号（SR3）更能耐受氧化和高盐胁迫。Ta-sro1 在三个单核苷酸多态性上与其亲本基因不同，其中两个改变了氨基酸序列。基于蛋白质同源性建模，预测了多态性 Ala/Thr343 映射到 Ta-SRO1 NAD+ 结合位点并可能改变其 PARP 活性。

然而，在2022年8月18日，The Plant Cell 杂志发表了来自德国莱布尼茨植物生物化学研究所(Leibniz Institute of Plant Biochemistry)Lennart Wirthmueller课题组题为“The superior salinity tolerance of bread wheat cultivar Shanrong No. 3 is unlikely to be caused by elevated Ta-sro1 poly-(ADP-ribose) polymerase activity”的研究论文，该研究以2.1 Å 分辨率对 Ta-sro1 进行结构分析，并结合体外和体内生化功能分析，提供有力证据表明 Ta-sro1 不太可能具有 PARP 活性，表明了面包小麦山融3号品种的高耐盐性不太可能是由Tasro1多聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶（PARP）酶活性升高引起的。

为了了解 Ta-sro1 的非经典 PARP 活性的结构基础，该研究在大肠杆菌中表达了硒甲硫氨酸标记、His*6 标记的 Ta-sro1 PARP 结构域，并获得分辨率为 2.1 Å的结构。结果显示Ta-sro1 的假定活性位点在几个关键特征上与经典 PARP 不同。此外，该研究进一步表明Ta-sro1 中多态性氨基酸的侧链不直接影响推测的 NAD+ 结合位点。最终，该研究表明Ta-sro1 对典型的 ADP-核糖基化无催化活性，并且表明Ta-sro1 在本氏烟草中表达时，即使在相对高浓度的 NAD+ 和存在催化活性可能需要的其他植物辅助因子的情况下，Ta-sro1 也不表现出单或多 ADP-核糖基转移酶活性。

综上所述，该研究认为对 Ta-sro1 PARP 活性需要重新评估，先前报道的催化活性在他们的条件下和适当的控制下无法重现。因此，小麦品种 SR3 对高盐和氧化应激条件的耐受性升高不能用 Ta-sro1 蛋白型的 PARP 活性改变来解释，需要考虑其他可能的机制。

论文链接：

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac261/6671231

https://academic.oup.com/plcell/article/26/1/164/6102305?login=true

注：研究结论不同也是推动科学进步的动力之一，请大家理性看待结论不同文章，如感兴趣请下载两篇文章进行仔细阅读。

转自：“iPlants”微信公众号

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