Plant A20/AN1 protein serves as the important hub to mediate antiviral immunity
水楊酸(salicylic acids, SA)為一重要之植物賀爾蒙，可調節植物免疫抗來對抗多種病毒。然而，水楊酸調節之下游抗病毒路徑，仍有許多未知之處，極待進一步探討。本實驗中，我們在蝴蝶蘭上，發現了一含有A20與AN1鋅指結構域(zinc-finger domain)的蛋白，命名為Pha13。Pha13的表現量會被病毒感而誘導上升;若以基因轉殖方式，大量表現Pha13於蘭花(單子葉植物)，以及阿拉伯芥(雙子葉植物)上，皆可增強此等基因轉殖植物，對抗不同病毒感染之能力。此外，我們的結果顯示與蘭花Pha13同源之阿拉伯芥AtSAP5基因，也參與抗病毒反應。植物外加水楊酸，皆可於早期增加Pha13和AtSAP5的表現量;Pha13和AtSAP5也參與了水楊酸調節之免疫基因的表現，其中包含了主要調節因子，nonexpressor of pathogenesis-related protein 1 (NPR1)，以及受水楊酸誘導但非NPR1調節之抗病毒基因的表現 (NPR1-independent antiviral genes)。水楊酸還誘導了Pha13受蛋白酶體調控的降解。功能結構域分析顯示，Pha13的AN1結構域參與了蝴蝶蘭NPR1的表現，然而A20以及AN1結構域共同協調了整體的病毒抗性。細胞定位分析顯示，Pha13可位於細胞核中。生體外自我泛素化分析顯示，Pha13具有E3連接酶活性(E3 ligase)，且其主要的E3連接酶活性位於A20結構域。透過酵母菌雙雜合系統篩選與Pha13相互作用蛋白的分析，主要與Pha13相互作用之蛋白為泛素(Ubiquitin)。進一步詳細的生化分析證明Pha13的A20結構域可與多種多聚泛素蛋白鏈結合(polyubiquitin chains)，顯示Pha13可能與多種泛素化蛋白相互作用。我們的研究結果證明Pha13是植物抗病毒免疫的重要調控中心，同時我們也揭露了一種精密的免疫調節的模式，此等免疫調節主要透過Pha13的A20和/或AN1結構域的協調，及調整其E3連接酶活性與泛素鏈結合之能力。
Li Chang, Ho-Hsiung Chang, Jui-Che Chang, Hsiang-Chia Lu, Tan-Tung Wang, Duen-Wei Hsu, Yuh Tzean, An-Po Cheng, Yi-Shu Chiu and
Hsin-Hung Yeh
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(2018)
PLoS Pathog,
