玉米中ClassⅠ和ClassⅡNAS蛋白之间的BiFC互作研究

作     者：肖克 周晓今 陈茹梅 逄森 XIAO Ke;ZHOU Xiaojin;CHEN Rumei;PANG Sen

作者机构：中国农业大学理学院应用化学系北京100193 中国农业科学院生物技术研究所北京100081 

出 版 物：《生物技术进展》 (Current Biotechnology)

年 卷 期：2022年第12卷第5期

页      面：728-736页

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2016ZX08003-002) 

主　　题：玉米 烟草胺合成酶 N端可变结构域 双分子荧光互作 

摘      要：烟草胺合成酶(nicotianamine synthase,NAS)能够催化合成植物体内铁运输所需的螯合物烟草胺(nicotianamine,NA),在植物维持铁稳态方面发挥重要的作用。玉米、小麦和大麦等禾本科植物的NAS蛋白进化为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族,可能分别参与调节铁的吸收和运输,其家族成员之间蛋白序列同源性较高,ClassⅡNAS具有特异的N端可变结构域。通过进化分析分析玉米NAS的两个亚家族,以及建模预测两类亚家族代表基因ZmNAS1(ClassⅠ)和ZmNAS3(ClassⅡ)的蛋白结构,结果表明ZmNAS1和ZmNAS3的三维结构高度相似,推测可能通过同源或异源二聚体化发挥功能;进一步通过双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)分析ZmNAS1和ZmNAS3的相互作用,结果表明,ZmNAS1和ZmNAS3蛋白可以互作,删除N端可变结构域的ZmNAS3ΔN只能与ZmNAS3蛋白互作而不与ZmNAS1互作,推测ZmNAS可以形成同源二聚体,而形成异源二聚体需要ClassⅡ家族蛋白的N端可变结构域。研究结果揭示了玉米中ClassⅡNAS调控铁稳态的机制,其分子机制仍需进一步研究。