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郁飞教授团队在高等植物IQD家族蛋白与微管结合机制方面取得新进展

2021年5月28日,我室郁飞教授团队在《Journal of Biological Chemistry》在线发表了题为 “The domain of unknown function 4005 (DUF4005) in an Arabidopsis IQD protein functions in microtubule binding”的研究论文,该论文揭示了拟南芥IQD家族蛋白与微管结合的新机制。我校硕士研究生李琰为该论文的第一作者,课题组刘夏燕教授为本论文的通讯作者。

微管的动态变化在细胞形态建成及植物的生长发育中发挥关键作用,而微管的这种动态变化受到微管结合蛋白精确调控。植物特有的IQD家族中许多蛋白已被证实为微管结合蛋白,但是IQD蛋白结合微管的机制尚不明确。本研究以IQD家族的微管结合蛋白ABS6/AtIQD16为例,通过体内原生质体微管共定位与体外微管共沉淀实验,证明了ABS6蛋白C端的DUF4005结构域是其微管结合结构域,并确定了与人微管结合蛋白Kif18A具有相似性的15个氨基酸序列为其必须的微管结合序列。此外,DUF4005的过表达株系在不同发育水平上均呈现不同程度的生长缺陷,如植株螺旋生长和发育迟缓,表皮细胞和表皮毛的各向异性生长变化以及下胚轴微管稳态发生变化等。该研究发现了一个新的微管结合结构域-DUF4005,为植物特异性微管结合蛋白的研究提供了新思路和新见解,对于深入研究微管结合蛋白如何精准调控微管动态变化以及如何影响植物生长发育具有重要参考价值。

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DUF4005过表达导致植物器官和细胞形态建成异常

该项工作受到了国家自然科学基金和西北农林科技大学双一流学科群建设计划等项目的资助。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.100849