蛋白质N-糖基化在拟南芥生长周期中的变化规律及去糖基化对根发育的影响

• 作者: 王婷 羊欢欢 赵弘巍 Josef Voglmeir 刘丽
• 来源期刊: 植物学报
• 关键词: 拟南芥 N-糖链 根发育 去糖基化
• 年，卷（期）: null,（null）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 262-274
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11983/CBB20163

摘要

蛋白质N-糖基化修饰在植物生长发育中发挥重要作用。为探究蛋白质N-糖基化在拟南芥(Arabidopsis thaliana)整个生长周期中的变化规律以及去N-糖基化对拟南芥生根发育的影响，通过N-糖链酶解和HPLC与MALDI-TOF-MS分析解析了不同生长时期的拟南芥Col-0植株的N-糖链组成(结构和含量)变化。以BSA溶液为阴性对照，无菌去离子水为空白对照，用N-糖酰胺酶(PNGase Rz)溶液处理拟南芥幼苗8小时; 然后继续在MS培养基中培养5天、10天，测量主根长度并检测N-糖链组成的变化。结果显示，从拟南芥中解析出12种N-糖链结构，其中包括4个高甘露糖型和8个复杂型。在拟南芥整个生长周期中，复杂型N-糖链含量始终高于高甘露糖型，其中含木糖和岩藻糖的复杂型结构是N-糖链的主要组成，而Man3XylFucGlcNAc2含量最高。高甘露糖型N-糖链含量由幼苗期的13.87%缓慢上升至抽薹期的19.02%，盛花期回落至17.98%，而在长角果成熟期快速下降至最低点2.36%，衰老期再度小幅回升至5.23%。用高浓度糖酰胺酶液PNGase Rz处理后，可观察到幼苗主根生长受到显著抑制，且培养10天后仍然无法恢复正常; 而低浓度酶液处理组与阴性对照组差异不显著，根长和生长状态基本正常。糖链分析结果显示，与对照组相比，高、低浓度酶液处理组的N-糖链组成均发生显著化，主要表现为高甘露糖型含量显著低于空白对照组，同时随生长时间的延长该差异逐渐减小，最终消失。研究表明，拟南芥N-糖基化组成随着生长发育发生周期性变化，且去糖基化酶处理能够瞬时影响拟南芥蛋白质N-糖基化修饰，进而抑制根的发育。