天冬酰胺糖基化对拟南芥根发育的影响

天冬酰胺(Asn)糖基化在真核细胞中是一个重要的翻译及后修饰过程，糖基化的紊乱会造成人体CDG遗传疾病。在植物中糖基化修饰变化影响功能靶蛋白并造成生长异常的机制并不明确。前期对Asn糖基化研究发现,拟南芥中EBS3/4分别是酵母十四糖基寡糖合成酶ALG9/12的同源基因，其突变导致植株不能产生成熟的十四糖基寡糖；STT3A和STT3B为寡糖转移酶(OST)的两种催化活性亚基。stt3a/b突变可能影响OST对十四糖基寡糖底物的识别,并降低对靶蛋白糖基化保守序列中Asn残基的修饰效率。遗传研究发现stt3a/ebs3表现为短根形态而stt3b/ebs3则生长正常，暗示STT3A/B通过蛋白糖基化对植物发育的不同调控功能。本项目拟通过两类双突变体来研究STT3A/B对不同寡糖底物识别的差异性，寻找其糖基化的目标蛋白并了解植物通过糖基化调控根发育的分子机制。

糖基化是真核生物中一种重要的蛋白翻译后修饰过程，细胞中超过三分之一的蛋白质存在着糖基化修饰，然而有关修饰的生化机制却不明确。按照项目申请书，我们对植物中天冬酰胺糖基化(N-glycosylation)的生物学功能进行了研究，取得的主要研究成果如下:首先我们比较了拟南芥中N-glycosylation寡糖基转移酶复合体两种催化亚基STT3a和STT3b的表达水平、部位以及受胁迫诱导表达的情况；通过构建功能缺失突变体及基因替换转基因植株分析了两者功能上的差异,同时获得了一类受STT3a调控的目标底物蛋白。其次，利用N-glycosylation过程中的不同突变体，观察了根形态受细胞内糖基化不同状态影响的相关性，提出了糖基化调控植物根系发育的可能机制。另外，利用遗传学方法分析携带不同糖原结构的糖基化底物-油菜素内酯受体突变蛋白在细胞内的降解情况，阐述了糖基化修饰对祛除突变蛋白，维持细胞内环境稳定的重要调控作用。部分研究成果已发表在有影响的国际期刊。