玉米是重要糧食作物，為人和動(dòng)物提供豐富的淀粉和蛋白質(zhì)。蛋白體是玉米籽粒胚乳中重要的蛋白質(zhì)儲(chǔ)藏的細(xì)胞器，其中貯藏了大量的醇溶蛋白和種類眾多的非醇溶蛋白。對于蛋白體中醇溶蛋白的積累機(jī)制已經(jīng)有了較為深入的研究，但對于蛋白體中非醇溶蛋白的積累機(jī)制并不清楚。
近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授宋任濤團(tuán)隊(duì)在《新植物學(xué)家》雜志上發(fā)表研究論文。通過對玉米籽粒突變體mn*的研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的線粒體核糖體蛋白MN*。MN*同時(shí)定位在線粒體和蛋白體中。通過對MN*在蛋白體的積累機(jī)制研究，首次發(fā)現(xiàn)了一種基于與22-kD α-zein互作的蛋白體中的非醇溶蛋白的積累方式。
團(tuán)隊(duì)通過對玉米小籽粒，胚致死類型突變體mn*的研究，克隆了一個(gè)編碼50S線粒體核糖體蛋白L10（mRPL10）的基因Mn*。通過亞細(xì)胞定位分析，發(fā)現(xiàn)MN*不僅定位在線粒體中，同時(shí)作為非醇溶蛋白儲(chǔ)藏在蛋白體中。因此將MN*蛋白命名為NZP1（Nonzein Protein 1）。Mn*的突變影響線粒體形態(tài)和正常功能的發(fā)揮，進(jìn)而影響籽粒正常發(fā)育。
進(jìn)一步對MN*在蛋白體中積累機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，MN*能夠與玉米籽粒胚乳中主要的醇溶蛋白22-kD α-zein互作，通過不同的醇溶蛋白相關(guān)的突變體進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)MN*的含量與22-kD α-zein相關(guān)。利用瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)，模擬了NZP1通過與22-kD α-zein互作積累在體外誘導(dǎo)形成的蛋白體中。進(jìn)一步地，通過比較蛋白組學(xué)對野生型和o2蛋白體中的中的非醇溶蛋白進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了其他能夠與22-kD α-zein互作的非醇溶蛋白。通過瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)對這些新的非醇溶蛋白的積累方式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的帶有質(zhì)體定位信號(hào)的非醇溶蛋白NZP2在具有與NZP1相似的積累途徑。
這項(xiàng)研究揭示了一種非醇溶蛋白在蛋白體中的積累機(jī)制，同時(shí)提供了一種外源蛋白在玉米胚乳蛋白體中有效積累的方式。
