擬南芥網(wǎng)格蛋白及其接頭蛋白AP2和TPC質膜招募調控機理研究.pdf

1、網(wǎng)格蛋白介導的膜蛋白內吞途徑(Clathrin-mediated endocytosis;CME)是真核細胞質膜蛋白進行內吞的主要途徑之一，在植物生長發(fā)育、營養(yǎng)吸收、胞內外信號轉導、生長素極性運輸和逆境響應中具有不可或缺的生物學功能。已知植物網(wǎng)格蛋白質膜招募依賴于接頭蛋白復合體AP2(Adaptor protein2)和TPC(TPLATE complex)，其中AP2是由α、β、μ和σ組成的異源四聚體，而TPC是由TPLATE、TML

2、、TASH3、LOLITA、TWD40-1、TWD40-2、AtEH1和AtEH2組成的八聚體。已有研究表明，植物激素生長素(Auxin)、水楊酸(SA;salicylic acid)和CME人工合成抑制劑TyrA23能快速抑制質膜蛋白內吞，包括生長素極性輸出載體PIN和水通道蛋白PIP2A等質膜蛋白的內吞。然而，這些CME抑制劑是否通過調控網(wǎng)格蛋白、AP2和TPC的質膜招募來快速調控質膜蛋白內吞目前仍不清楚。
　　前期研究表明，

3、外源生長素處理差異調控網(wǎng)格蛋白輕鏈CLC和重鏈CHC的質膜招募，暗示生長素通過調控網(wǎng)格蛋白質膜招募來調控質膜蛋白內吞。本研究利用熒光免疫定位和活細胞成像技術，結合遺傳學、細胞生物學和藥理學等研究方法，初步剖析了生長素、SA和TyrA23對網(wǎng)格蛋白、AP2和TPC質膜招募的影響。具體研究結果如下:
　　(1)與生長素處理相似，TyrA23（A23;30μM）和SA(25μM)差異調控CLC和CHC的質膜招募。A23處理5-30min

4、快速抑制CLC質膜招募，但促進CHC質膜招募。相反，A23處理120min抑制CHC質膜招募，而CLC質膜招募恢復正常水平。SA短時間處理與生長素、A23的處理效果相似，但不同的是，SA處理4h后，才能觀察到CLC招募恢復和CHC招募抑制。這些分析結果至少說明A23和SA通過快速調控CLC質膜招募來調控CHC質膜招募和CME。
　　(2)SA和A23短時間處理(30min)抑制AP2亞基AP1/2β1和AP2σ質膜招募，但沒有影響

5、AP2α和AP2μ質膜招募。A23長時間處理(120min)均顯著抑制了AP2四個亞基的質膜招募，相反，SA長時間處理與短時間處理效果相似。人工合成生長素2，4-D(10μM)短時間處理和長時間處理均不影響AP2各個亞基的質膜招募。
　　(3)生長素、SA和A23短時間處理(30min)均不影響TPC亞基的質膜，表明生長素、SA和A23調控CLC質膜招募不是通過調控TPC功能來現(xiàn)實的。然而，在A23存在的情況下，TPC功能缺陷抑制

6、了CLC質膜招募的恢復，表明在AP2缺乏的情況下，TPC是網(wǎng)格蛋白質膜招募所必需的。
　　(4)AP2σ和AP2μ功能缺失顯著抑制了PIN2-GFP內吞。SA和A23未能有效抑制ap2σ突變體PIN2-GFP內吞;相反，SA和A23仍能有效抑制ap2μ突變體PIN2-GFP內吞。另外，生長素均能有效抑制ap2σ和ap2μ突變體PIN2-GFP內吞。這些分析結果暗示，AP2σ可能是SA和A23調控AP2功能的重要作用位點。