番茄丛矮病毒复制蛋白p33与拟南芥CHIP蛋白的互作机制
作者单位:福建农林大学
学位级别:硕士
导师姓名:吴祖建;杨靓
授予年度:2020年
学科分类:09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学]
主 题:番茄丛矮病毒 复制 TPR结构域 E3连接酶 ROS迸发
摘 要:番茄丛矮病毒(Tomato bushy stunt virus,TBSV)是番茄丛矮病毒科(Tombusviridae)番茄丛矮病毒属(Tombusvirus)的代表成员,是一种典型的正单链RNA病毒。由于其基因组较小、编码蛋白较少、复制效率高、土传方式传播,自然寄主较少、感病植物致死率高等特性,TBSV被视为研究植物正义RNA病毒复制机制较为理想、较为安全的模式病毒之一。复制是病毒侵染寄主细胞周期中最中心的环节,即病毒以其自身基因组为模板,在病毒编码的复制蛋白以及不同寄主因子的帮助下,复制产生大量子代基因组的过程。在TBSV复制阶段,其复制蛋白p33会招募寄主的膜组分、磷脂类、肌动蛋白网络以及其他寄主蛋白等到过氧化物酶体膜上建立病毒复制场所(virus replication compartments,VRCs)。迄今为止,虽然已有大量的寄主因子被鉴定能与其复制蛋白p33互作,但是它们的互作机制仍不清楚,值得深入探索。由于蛋白结构的特异性,大量带有TPR结构域(tetratricopeptide repeat domain)的寄主蛋白具有强大的蛋白与蛋白互作功能。目前已有不少研究表明该类蛋白能与p33互作,并且在TBSV复制过程中有着重要的功能。拟南芥CHIP蛋白(AtCHIP)是一个含有TPR结构域的特殊蛋白,因为它是参与寄主细胞泛素化蛋白降解系统中重要的E3连接酶,那么它是否也能和p33互作呢?在本研究中,通过酵母膜系统双杂交、体外Pull down、本氏烟叶片中蛋白共定位等实验发现,TBSVp33与AtCHIP有着强烈的相互作用,并且能将该蛋白招募到聚集的过氧化物酶体上。在本氏烟中瞬时超表达AtCHIP显著抑制了TBSV在侵染叶和系统叶的积累量。同时,在超表达AtCHIP的本氏烟叶片后会出现强烈的细胞坏死现象,DAB染色结果显示是大量ROS产生。然而当提前接种TBSV或者提前表达p33后,AtCHIP超表达叶片引起的细胞坏死和ROS迸发受到一定程度的抑制。另外,过表达AtCHIP可特异性地介导p33的降解,然而在MG132的作用下,p33的积累量得到一定程度的恢复。由此表明,AtCHIP可特异性地靶标TBSV复制蛋白p33,从而通过26S蛋白酶体将其降解,但是这种强烈的相互作用又可减缓AtCHIP介导的大量ROS迸发。综上所述,本研究初步发现了AtCHIP作为一种含有TPR结构域的E3连接酶与TBSV复制蛋白p33之间的互作在病毒侵染过程中的重要意义,为下一步深入探究病毒与寄主互作以及制定高效的抗病毒策略提供了新的思路。