Ученые раскрыли функцию пары E3 убиквитинлигазы и деубиквитиназы растений в регуляции восприятия абсцизовой кислоты

При стрессе от засухи растения производят большое количество гормона стресса — абсцизовой кислоты (АБК), чтобы противостоять ему. Исследования показали, что убиквитин-опосредованная деградация белков играет важную роль в регуляции сигнального пути АБК. Белок VPS23A, ключевой компонент эндосомального сортирующего комплекса, необходимого для транспорта I, опосредует попадание убиквитинированных рецепторов АБК в вакуоль для деградации. E3 убиквитинлигаза XBAT35.2 может убиквитинировать VPS23A, способствуя его деградации в 26S протеасоме, тем самым положительно регулируя сигнальный путь АБК.

Уровень убиквитинирования белков требует тонкой регуляции. Чтобы выяснить, как растения поддерживают этот уровень для ключевых белков, исследователи из команды Се Ци (XIE Qi) провели скрининг и обнаружили, что деубиквитиназы UBP12 и UBP13 взаимодействуют с VPS23A.

Биохимические эксперименты показали, что UBP12 и UBP13 способны деубиквитинировать VPS23A и поддерживать его стабильность.

Мутанты по генам UBP12 и UBP13 оказались более чувствительны к обработке АБК и менее чувствительны к засухе по сравнению с диким типом.

Генетические эксперименты подтвердили, что UBP12 и UBP13 участвуют в регуляции сигналинга АБК и реакции на засуху через VPS23A. Таким образом, E3 лигаза XBAT35.2 и деубиквитиназы UBP12/UBP13 действуют как «газ» и «тормоз», балансируя гомеостаз убиквитинирования VPS23A в разных условиях.

Неожиданно ученые также обнаружили, что сама E3 лигаза XBAT35.2 является субстратом для UBP12 и UBP13. Эти ферменты деубиквитинируют и стабилизируют XBAT35.2 при обработке АБК. Следовательно, хотя UBP12 и UBP13 стабилизируют VPS23A, они также могут опосредованно способствовать его деградации через стабилизацию XBAT35.2. В целом, UBP12 и UBP13 выступают как многофункциональные деубиквитиназы в сигналинге АБК.

Изучение механизмов реакции растений на засуху и поиск генов устойчивости к ней имеют решающее значение для устойчивого развития сельского хозяйства.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.