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葉酸是聯(lián)結(jié)植物碳/氮代謝的中樞分子
作者：李晨 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 
山東拓普生物工程有限公司  http://xhztyn.cn
近日，中國(guó)農(nóng)科院生物所作物代謝調(diào)控與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所、比利時(shí)根特大學(xué)開(kāi)展合作研究，利用葉酸探針制備結(jié)合化學(xué)蛋白組學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了擬南芥中葉酸互作蛋白的系統(tǒng)分離，發(fā)現(xiàn)葉酸分子與植物碳/氮代謝密切關(guān)聯(lián)，為深入解析葉酸調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育功能機(jī)制奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）。
葉酸（folates）包括四氫葉酸及其衍生物，屬于水溶性B族維生素（B9），是所有生物體維持正常生命活動(dòng)的重要功能因子。葉酸缺乏和葉酸穩(wěn)態(tài)變化會(huì)嚴(yán)重影響植物胚胎發(fā)育、幼苗生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)實(shí)等過(guò)程，但有關(guān)葉酸如何參與這些生物學(xué)過(guò)程的研究還很少，對(duì)植物中的葉酸互作蛋白（FBPs）也尚未鑒定。
該研究將5-甲酰四氫葉酸（5-F-THF）與光親和標(biāo)簽（Dayne）共價(jià)偶聯(lián)形成穩(wěn)定的探針。經(jīng)驗(yàn)證，該探針仍保持被擬南芥幼苗吸收、代謝和利用的生物學(xué)活性。
利用該探針結(jié)合點(diǎn)擊化學(xué)（click chemistry）和親和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)共鑒定到51個(gè)葉酸互作蛋白，并從中篩選出16個(gè)高親和力互作蛋白和14個(gè)低親和力互作蛋白。
生化分析與功能預(yù)測(cè)顯示，葉酸分子通過(guò)與這些蛋白互相作用，將一碳代謝、碳代謝和氮代謝三條代謝途徑聯(lián)結(jié)在一起。
進(jìn)一步研究還分析了2個(gè)高親和互作蛋白二氫葉酸還原酶/胸苷酸合成酶(AtDHFR-TS1)和谷氨酰胺合成酶1;4與葉酸分子結(jié)合的位點(diǎn)及酶活變化。
上述結(jié)果從蛋白組學(xué)角度開(kāi)拓了對(duì)葉酸生物學(xué)功能的認(rèn)識(shí)，為深入探索葉酸在植物發(fā)育中的作用機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plcell/koab198