中国农大于菲菲教授在蛋白去泛素化酶UBP12/13研究方面取得重要进展

植物在整个生命过程中面临多种复杂的生物胁迫和非生物胁迫，泛素化修饰介导的蛋白稳态在植物响应环境胁迫并协调生长发育和胁迫响应方面发挥广泛且重要的作用。蛋白泛素化是由三种酶E1-E2-E3介导的级联酶促反应完成，且这种蛋白修饰是可逆的，底物蛋白的去泛素化由去泛素化酶（DUB）催化完成。

去泛素化酶通过去除泛素化底物蛋白不仅影响底物蛋白的稳定性，也参与蛋白的亚细胞定位、底物活性、蛋白之间相互作用等的动态变化。相比于动物中去泛素化酶深入复杂的研究进展，人们对植物研究领域中去泛素化酶的认知仍非常有限。在有限的植物去泛素化酶研究领域中，泛素特异性蛋白酶(Ubiquitin-specific protease, USP/UBP)是数目最多的去泛素化酶家族，也是目前研究较为深入的一类。

近日，中国农业大学于菲菲教授应邀在New Phytologist杂志撰写题为Insights into a functional model of key deubiquitinases UBP12/13 in plants的 (Tansley Insight) 观点性文章。已有研究表明去泛素化酶UBP12和UBP13参与植物生长发育、植物免疫、生物胁迫、非生物胁迫、激素信号转导等多种生物学过程。文章重点总结了近年来UBP12/13在植物中的相关研究进展，系统梳理了其生物学功能及作用机制，阐明了UBP12/13多个底物的功能特异性、DUBs-底物-E3泛素连接酶的复杂关系、及与哺乳动物的同源蛋白USP7功能机制的相似性及差异，提出了UBP12/13在植物领域亟待解决的问题和未来的研究方向。值得注意的是，已有关于UBP12/13功能研究主要来源于拟南芥，而烟草和辣椒中UBP12的初步研究结果显示其功能与拟南芥不尽相同。因此，去泛素化酶在水稻、玉米、小麦和高粱等粮饲经济作物中发挥怎样的特异性功能需要开展广泛而深入的研究。这些已有及未来的泛素化领域的研究，将为通过分子设计育种的方法快速培育高产抗逆优质的作物新品种提供基因资源及理论支撑。

相关综述和观点于2024年2月26日正式发表 (DOI: 10.1111/nph.19639)，于菲菲研究组博士后张世琪和胡宁宁为该论文第一作者，于菲菲教授为通讯作者。中科院遗传发育所谢旗研究员给与了建设性意见。该项工作得到国家自然科学基金项目、中国高校基本科研业务费和中国第72批博士后面上基金项目(2022M723413)的资助。

图：UBP12/13调控植物生物和非生物胁迫响应