水稻蛋白水解酶6的泛素識別區域與其辨別受質之N端特異性結構之研究

Abstract

OsPRT6是一種E3泛素蛋白連接酶，可以識別ERFVII (第七群乙烯反應因子)的N端特定胺基酸序列，我們稱這種受質為N端降解決定子。在植物中，第七群乙烯反應因子可以調節缺氧反應，這個類群的蛋白在有氧環境時，其N端的序列會經過一連串的修飾，最後被E3泛素蛋白連接酶的泛素識別區域辨識到，進而被降解；相反地，在缺氧環境中，此類群蛋白能夠穩定存在。舉例來說，當洪水來臨時，植物會被淹沒在水中，此時第七群乙烯反應因子可以促進植物生長使植物能夠更快速地到達水面進行氧氣交換；或者是使植物停止發育以保存所有能量，直到洪水退去。根據先前的研究，我們已經知道N端降解決定子是有特定修飾過的序列才會泛素蛋白連接酶給辨識到，因此，我們想要利用蛋白結構的方式去了解受質與E3蛋白連接酶之間的交互作用為何。我們發現在pH 5.5的環境中無論是精胺酸-天門冬胺酸-甘胺酸所形成的多肽序列或是精胺酸-絲胺酸-甘胺酸多肽鍊，它們的精胺酸都會與泛素蛋白連接酶的泛素識別區域中的水分子產生交互作用，再加上泛素識別區域中有一胺基酸—精胺酸17，會更靠近受質多肽序列的結合區域，造成受質與結合區域連結更緊密。最後，我們也有拿精胺酸-色胺酸-甘胺酸多肽進行實驗，雖然我們沒有得到多肽序列與泛素蛋白連接酶所形成的蛋白結構，但是有發現，受質結合區域有因為我們把此種多肽鍊與其結合，使得泛素蛋白連接酶的結構有產生明顯的變化，結合區域的環有往內縮且精胺酸17更遠離受質結合區域。