F-box蛋白COI1的降解机制研究

In cells, protein is always in a dynamic equilibrium process of synthesis and degradation, so its stability is very important for the organism activity. In jasmonate signal pathway, the F-box protein COI1, as jasmonate receptor, plays a vital role in plant development and defense, therefore its stability is essential for plant. In previous study，we have demonstrated that COI1 is stabilized by integrity of SCF complex and degraded via 26S proteasome pathway, which maintains stability of COI1 in protein level. However, the degradation mechanism of COI1 protein is still unknown. Based on the previous results, we want to identify the E3 ligase or other related regulators for COI1 degradation via forward genetic screen and biochemistry experiments. To reveal the degradation mechanism of COI1 protein not only has important value for the analysis of jasmonate signal pathway but also has biological significance for the study of the stability of other F-box proteins.

为维持正常的生理活动，蛋白质一直处于合成与降解的动态平衡过程中，因而其稳定性的调控对于生命体正常活动有着至关重要的作用。在茉莉素信号通路中，F-box蛋白COI1作为茉莉素的受体，调控茉莉素介导的植物生长发育过程及对外界伤害的防御反应。因此，COI1蛋白的稳定性调控对于植物正常生长发育具有重要的调控作用。本实验室的前期工作已初步揭示植物体内SCF复合体稳定COI1蛋白，而泛素修饰及26S蛋白酶体则降解COI1蛋白，这种动态平衡维持植物体内COI1蛋白的稳定性。然而，迄今为止，COI1蛋白的降解机制并不清楚。本项目将基于前期扎实的研究基础上，采用生化与正向遗传学方法，分离介导COI1降解的E3连接酶或相关调控因子，从而揭示F-box蛋白COI1的降解机制。COI1蛋白降解机制的揭示不仅对于剖析苿莉素信号途径具有重要价值，对于其他F-box蛋白的稳定性调控研究也具有普遍的生物学意义。

泛素依赖的蛋白降解途径参与植物生长发育的整个过程，这一途径中由E3连接酶承担特异性识别底物的功能，而其中最为特别也是最为广泛存在的是SCF复合体(SKP1-CUL1-F-box 蛋白)。SCF复合体中由F-box蛋白负责与底物蛋白互作使得后者被泛素化修饰继而被26S蛋白酶体识别降解。在茉莉素信号通路中，F-box蛋白COI1作为茉莉素的受体，调控茉莉素介导的植物生长发育过程及对外界伤害的防御反应。本实验室的前期工作已经证明COI1蛋白是通过泛素依赖的26S蛋白酶体进行降解。但其具体的降解机制尚待揭示。.本项目基于前期扎实的研究基础上，首先采用遗传正向筛选的方法筛选得到三株COI1蛋白明显积累，并表现对JA处理的超敏突变体，即将通过基因组测序方法分离和克隆候选基因，继而确定参与COI1蛋白降解的关键蛋白。此外，我们也建立酵母双杂交系统，可用于筛选直接与COI1蛋白互作的E3连接酶的筛选。.COI1蛋白降解机制的揭示不仅对于剖析苿莉素信号途径具有重要价值，对于其他F-box蛋白的稳定性调控研究也具有普遍的生物学意义。