近日，Plant Journal以“Acylation of nonspecific phospholipase C4 determines its function in plant response to phosphate deficiency”為題在線發表了油菜團隊與美國密蘇裡大學聖路易斯分校/唐納德丹佛斯植物科學中心的最新合作研究成果。
非特異性磷脂酶C（non-specific phospholipase C，NPC）是植物特有的一類磷脂酶家族，因其對底物沒有特異性而得名。拟南芥有6個NPC基因，研究表明，不同NPC在植物的生長發育和逆境響應過程中發揮着完全不同的作用，NPC功能上的差異可能由于它們的亞細胞定位不同造成的。NPC4與NPC5氨基酸序列相似性達88%，NPC4和NPC5都不存在跨膜結構域，NPC5定位于胞質中，而NPC4則定位于細胞質膜，NPC4的細胞質膜定位機制仍然未知。
在該研究中，研究者分析發現NPC4的C末端比NPC5多了17個氨基酸，對NPC4的C末端進行截短，發現NPC4Δ17定位于細胞質中，表明NPC4蛋白質C末端17氨基酸對于其細胞質膜定位是必須的。進一步分析發現不同物種NPC4的C末端序列存在一個保守的半胱氨酸（cysteine，cys）位點，對NPC4第533位的半胱氨酸（Cys-533）進行點突變，發現NPC4C533A也定位于細胞質中，表明該位點Cys決定了其細胞質膜定位。Cys位點酰基化修飾是決定蛋白質亞細胞定位的一種重要方式，通過酰基化檢測、體外酶活、質譜分析等鑒定到拟南芥NPC4的Cys-533為棕榈酸酰基化修飾。進一步分析發現，定位于細胞質膜的油菜BnaC01.NPC4第531位的半胱氨酸也受到了棕榈酸酰化修飾。為了研究NPC4的酰基化修飾是否是其水解細胞質膜脂筏中鞘脂的關鍵，研究者發現NPC4C533A的突變不影響其酶活，通過互補實驗發現NPC4C533A無法回補npc4突變體在缺磷條件下鞘脂代謝的缺陷，這是由于NPC4C533A定位于細胞質中，無法水解細胞質膜脂筏中的鞘脂。以上結果表明，蛋白質C末端半胱氨酸的棕榈酸酰基化修飾導緻NPC4定位于細胞質膜，進而決定了其在缺磷條件下參與膜脂重塑的功能。
博士研究生楊報為論文第一作者，郭亮教授和洪月雲教授、美國密蘇裡大學聖路易斯分校/唐納德丹佛斯植物科學中心王學敏教授為共同通訊作者。
審核人：郭亮
論文鍊接：https://doi.org/10.1111/tpj.15260
