植物磷酸化蛋白質組學技術研發方面獲進展

　　蛋白質磷酸化是在激酶催化下將磷酸基團轉移到底物蛋白質上的可逆過程，是能夠調控蛋白質結構與功能且參與細胞內信號轉導的重要翻譯后修飾，在植物的生長、發育、環境適應以及作物的產量和品質調控中發揮著重要作用。深度解析磷酸化蛋白質組，是探討磷酸化如何參與這些生物學過程以及篩選與作物重要農藝性狀相關的關鍵磷酸化靶點的有效手段。然而，與動物相比，植物磷酸化蛋白質組的深度解析在技術上更具挑戰性。這是由于植物細胞具有致密的細胞壁和大量的色素以及其他次生代謝物。前者增加了蛋白質提取的難度，而后者干擾了磷酸肽富集的效率和特異性。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所汪迎春研究組通過探索一系列的實驗條件，研發出高效的植物磷酸化蛋白質組學新技術。該技術的主要特點是利用脫氧膽酸鈉高效抽提植物蛋白，同時消除常規方法中導致樣品損失和靈敏度降低的兩個步驟，即在蛋白酶消化前的樣品凈化和在磷酸肽富集前的脫鹽處理，在色素與其他干擾分子共存的情況下進行高特異性、高靈敏度地磷酸肽富集。

　　科研人員應用這一方法，在擬南芥、水稻、番茄和衣藻等綠色生物的組織中高效純化磷酸化蛋白質組（單針質譜可鑒定約11,000個磷酸位點）。該技術主要面向高等植物及其他綠色生物（如衣藻），且操作簡便，降低了實驗所需的人力和試劑費用，故命名為GreenPhos。GreenPhos可定量分析不同植物的磷酸化蛋白組，具有分析深度深、定量重復性高的特點，有望成為植物磷酸化蛋白組學的通用技術。研究人員應用這一技術，深度解析了擬南芥響應不同時長鹽脅迫的差異磷酸化蛋白質組，發現了包括剪接體蛋白和一些激酶響應鹽脅迫的磷酸化事件。

　　11月27日，相關研究成果在線發表在《分子植物》（Molecular Plant，DOI：10.1016/j.molp.2023.11.010）上。研究工作得到國家重點研發計劃與中國科學院戰略性先導科技專項的支持。中國科學院植物研究所的科研人員參與研究。

　　GreenPhos工作流程及多種綠色生物磷酸化蛋白質組鑒定結果