Nat Commun郭岩：Ca2+激活的14-3-3蛋白在盐胁迫中充当

侠客 2020-12-15

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。

基本信息

主题：Ca²⁺激活的14-3-3蛋白在盐胁迫中充当分子开关

期刊：Nature Communications

研究使用平台：NMT植物耐盐创新平台

标题：Calcium-activated 14-3-3 proteins as a molecular switch in salt stress tolerance

作者：中国农业大学杨永青、郭岩、杨志佳

检测离子/分子指标

Na⁺

检测样品

拟南芥根，距根尖300 μm根表上的点

中文摘要

钙是一种常见的第二信使，可以触发许多细胞反应。然而，目前还不清楚钙信号是如何被不同的钙传感器（calcium sensors）协同解码，进而调节下游的靶点以实现特定的生理功能。本研究表明PKS5可以负调控拟南芥中盐分过度敏感（SOS）信号通路。PKS5能与SOS2在Ser²⁹⁴处相互作用并使其磷酸化，促进SOS2与14-3-3蛋白之间的相互作用，抑制SOS2的活性。然而，盐胁迫促进了14-3-3蛋白和PKS5之间的相互作用，抑制了其激酶的活性，并且解除了对SOS2的抑制。研究为14-3-3蛋白与Ca²⁺结合，Ca²⁺调节14-3-3依赖的SOS2和PKS5激酶活性提供的了证据。研究结果表明，盐诱导的钙信号由14-3-3和SOS3/SCaBP8蛋白解码，它们选择性地激活/失活下游蛋白激酶SOS2和PKS5，通过协同介导质膜Na⁺/H⁺逆向转运体和H⁺-ATPase活性来调节Na⁺稳态。NMT技术通过监测拟南芥根部Na⁺流确定了PKS5影响植物耐盐性的方式。

离子/分子流实验处理方法

7日龄拟南芥幼苗100 mM NaCl处理24 h

离子/分子流实验结果

之前的研究结果表明PKS5能磷酸化SOS2并调节SOS2激酶活性，接下来需要确定PKS5是否影响拟南芥的耐盐性。利用NMT技术，在100 mM NaCl处理12 h后，检测了7日龄BigM、pks5-3和pks5-4幼苗根系分生区Na⁺流速。盐胁迫根系呈现明显的净Na⁺外排，但pks5-3和pks5-4的外排速率明显低于BigM（图1c, d）。

SOS2的过表达并不能改善pks5-4盐敏感表型，然而，pks5-4的盐敏感表型是通过SOS2^S294A的表达所改善。然后本研究检测了杂交株系中的Na⁺流速，发现SOS2^S294A的表达改善了pks5-4的Na⁺流速，而SOS2的表达却没有（图1g, h）。因此，PKS5以依赖SOS2^Ser294磷酸化的方式负调节拟南芥的耐盐性。