以定量蛋白質體學闡明泛素接合酶PHOSPHATE2調控植物根部磷酸吸收之機制

我們先前之實驗顯示：受微型核醣核酸microRNA399調控之泛素接合酶PHOSPHATE2 (UBC24/PHO2) 在植物根部對磷酸之吸收與運送扮演舉足輕重的角色。由於PHO2為一伴膜蛋白以及具蛋白質降解的活性，因此我們利用iTRAQ定量膜蛋白質體的技術，探對PHO2下游調控路徑參與磷酸吸收與運送的因子。利用質譜鑑定，我們在阿拉伯芥根部鑑別出7491個可能的膜蛋白，其中35.2% 的蛋白質具跨膜區域，我們發現五個蛋白質在野生株和pho2突變株之間具有顯著的表現差異。我們亦證實PHO2調控磷酸轉運蛋白(PHT1)的降解，導致PHT1及其輔助蛋白(PHF1)的表現量在pho2突變株有上升的現象。而pho2突變株累積過量磷酸的病徵，會因為缺少PHF1或PHT1;1而減輕，因此PHF1和PHT1;1可能是PHO2調控路徑的下游因子。此外，在細胞內膜系統，PHO2跟PHT1之蛋白質具交互作用，而且PHO2對PHT1;1所進行的泛素修飾也同樣是發生在細胞內膜系統。我們的研究闡明了PHO2位於細胞內膜上，調控在細胞內囊泡運送途徑中PHT1的蛋白質量，進而控制PHT1最終位於細胞膜上的多寡，藉此調控細胞對外在磷酸的吸收。同時，我們的質譜分析提供了阿拉伯芥根部膜蛋白質體的資料庫，將可應用於植物根部的相關研究。 (此研究乃與化學所陳玉如老師實驗室和農生中心陳逸然老師共同合作完成。)

 

同研究人員:黃登魁、韓嘉莉、林淑怡、陳玉如、蔡伊娟、陳逸然、陳俊維、林維怡、陳姵綿、劉姿吟、陳盈忻、孫慶美、邱子珍