Dear Editor,Auxin is the major plant hormone regulating growth and devel-opment(Friml,2022).Forward genetic approaches have identified major components of auxin signaling and established the canonical mechanism mediating transcriptional and thus developmental reprogramming in Arabidopsis thaliana.In this textbook view,TRANSPORT INHIBITOR RESPONSE 1(TIR1)/AUXIN-SIGNALING F-BOX(AFB)proteins are auxin receptors,which act as F-box subunits determining the substrate specificity of the Skp1-Cullin1-F box protein(SCF)type E3 ubiquitin ligase complex.

F-box基因家族是植物中最大的基因家族之一,由于其数量巨多,根据其蛋白C末端结构域的不同被分为不同的亚家族.F-box基因编码的蛋白能够调节多种多样的生命活动,如延缓植物衰老、调控植物开花以及响应生物胁迫、干旱和盐等逆境胁迫.近年来,随着全基因组测序的不断完善,越来越多物种的F-box基因被分析鉴定出来.已经鉴定出功能的F-box基因编码的蛋白大多能够和结合蛋白Skp1、骨架蛋白Cullin 1及Rbx1形成SCF复合体,进而参与泛素-蛋白酶途径(UPP)而发挥作用;少部分F-box蛋白以非SCF复合体形式发挥作用.泛素-蛋白酶途径(UPP)是机体重要的调节机制之一,大多数细胞内蛋白都是经过这一途径降解.主要对其蛋白结构,作用途径以及生物学功能进行概述,探讨F-box基因参与的生命活动,旨为F-box的深入研究奠定基础.

目的 探究泛素连接酶Cullin1和基质金属蛋白酶MT4-MMP在不同类型乳腺癌组织中表达情况及临床意义. 方法 2015年1月至8月,选择徐州市肿瘤医院80例乳腺癌组织及其对应的癌旁正常乳腺组织,应用免疫组织化学法和Western blotting法分别检测其中Cullin1和MT4-MMP的表达情况,并分析其相关性.结果 Cullin1、MT4-MMP蛋白在乳腺癌组织中的表达均高于癌旁正常乳腺组织,差异均有统计学意义(77.5% vs 28.8%,67.5% vs 17.5%,χ2=38.174、40.921,均P<0.01);在乳腺癌组织中,Cullin1及MT4-MMP蛋白的表达呈正相关(P<0.05).Cullin1及MT4-MMP在乳腺癌中的蛋白表达在分子分型、腋窝淋巴结是否转移及TNM分期组间差异有统计学意义(P<0.05);在患者年龄、肿瘤大小、肿瘤部位、是否复发转移组间差异无统计学意义. 结论 Cullin1及MT4-MMP可能参与了乳腺癌的形成及发展过程,且两者在此过程中有一定协同作用.在分型差、分期晚的乳腺癌中, Cullin1及MT4-MMP更高的表达状态提示其可能成为新的乳腺癌恶性程度指标.

F-box蛋白是SCF(SKP1-cullin1-F-box)型E3泛素连接酶的底物识别亚基,在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与多种蛋白质的泛素化降解.F-box蛋白可调控上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)的发生.其机制可能通过调控EMT相关诱导因子来实现.EMT可促进肿瘤细胞的侵袭和肿瘤转移.因此,F-box蛋白参与蛋白质的降解过程失调与肿瘤的浸润和转移密切相关.所以针对F-box蛋白靶点研发药物可为临床上控制肿瘤侵袭转移提供依据.本文主要对调控EMT发生的F-box蛋白的特征及其作用机制进行综述,以明确F-box蛋白在肿瘤浸润与转移中的作用.

由真菌Rhizoctonia solani引起的纹枯病严重危害玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)等作物的安全生产.R.solani的宿主范围广且抗源少,加之相关的抗性机制研究有限,导致纹枯病的危害长期得不到有效控制.近期,中国科学家通过对318份玉米自交系进行全基因组关联分析,筛选到1个与纹枯病抗性相关的、编码F-box结构域蛋白的候选基因ZmFBL41 (GRMZM2G109140).ZmFBL41蛋白是SCF (SKP1-Cullin-F-box) E3泛素连接酶复合体的一员,能介导复合体对肉桂醇脱氢酶ZmCAD的降解,从而降低木质素的积累,使玉米易感纹枯病.玉米抗病自交系Chang7-2中,蛋白ZmFBL41Chang7-2因2个关键氨基酸的变异,不能结合并降解底物ZmCAD,使木质素含量增加,从而提高玉米对纹枯病的抗性.该研究率先揭示了SCF复合体可通过降解肉桂醇脱氢酶来调控植物免疫反应的新型分子机制,为提高玉米及其它作物对纹枯病的抗性提供了重要理论依据和基因资源.

Jasmonic acid (JA) and some of its derivatives are important signals in plant stress responses such as biotic or abiotic stresses during alteration of the environment and are signals in several developmental processes such as trichome development,growth/defense balance,root growth,senescence,or light signaling (Wasternack and Hause 2013).Several specific roles of JA are known for proper organ development of flowers.The most prominent example was found by identification of the JA insensitive mutant of Arabidopsis,CORONATINE INSENSITIVE1 (coi1) which is mutated in the F-Box protein COI1,a component of the JA receptor complex,the Skp1/Cullin/F-box (SCF) complex.The mutant coi1 is JA-insensitive and male sterile (cf.rev.Wasternack and Hause 2013).Surprisingly,the corresponding counterpart jai1 of tomato is also JAinsensitive and altered in the F-box protein,but is female sterile (cf.rev.Wasternack and Hause 2013).

脂质是构成生物体的重要成分之一,脂质代谢的精确调节和稳态维持对人类健康至关重要.泛素化途径通过降解脂质相关蛋白来调控脂质代谢.Ppa(partner of paired)编码一种F-box蛋白,后者是SCF(Skp1-Cullin1-F-box)泛素化复合体成员之一.已有的研究表明Ppa在调控果蝇体节的正常发育和着丝粒组蛋白的正确定位方面发挥重要的作用,但在脂肪代谢方面的功能研究却未见报道.本研究以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)作为研究对象,探究了Ppa在脂肪储存中的功能.通过与绿色荧光蛋白融合表达,检测PPA的亚细胞定位;应用CRISPR/Cas9技术,构建Ppa的缺失突变体;通过BODIPY 493/503或Nile red脂滴染色,对缺失突变体和超量表达Ppa果蝇的脂滴形态改变进行分析.随后,在缺失突变体中超量表达Ppa以验证其功能.结果表明,PPA-GFP融合蛋白定位于唾液腺和脂肪体的细胞核中.与对照组果蝇相比,Ppa缺失突变体表现为脂滴变小;超量表达Ppa显示出脂滴变大.在突变体中超量表达Ppa能够将脂滴回复至正常状态.综上所述,本研究揭示了Ppa在果蝇中具有促进脂肪储存的功能.

目的 从濒危药用植物青天葵(Nervilia fordii)中克隆F-box基因,为寻找解决青天葵资源紧缺的方法提供依据.方法 从青天葵转录组中筛选得到2个F-box基因的核心片段,以RACE技术获得基因的全长并克隆其编码区;通过荧光定量PCR(qRT-PCR)进行组织表达模式分析;利用酵母双杂交实验验证F-box蛋白的F-box区域与拟南芥ASK1蛋白的互作情况.结果 从青天葵中克隆到F-box基因NfFBL3和NfFBL4,它们的开放阅读框(open reading frames,ORF)分别长1974、1833 bp,分别编码657、611个氨基酸.二者均包含F-box保守功能结构域,C端具有多个重复亮氨酸序列(Leucine rich repeats,LRRs);NfFBL3和NfFBLA蛋白均为不稳定的疏水蛋白,定位于细胞核,无信号肽及切割位点.系统进化分析表明,NfFBL3和NfFBL4分别与F-box/LRR-repeat protein 3蛋白、F-box/LRR-repeat protein 4蛋白聚在一起.二者均在青天葵的块茎中表达量较高.酵母双杂交实验中NfFBL3的F-box区域能与拟南芥ASK1蛋白互作,而NfFBL4不与ASK1蛋白互作.结论 该研究从青天葵中克隆得到2个F-box基因,其中NfFBL3编码的蛋白可与拟南芥ASK1蛋白发生互作,为进一步研究青天葵中Skp1-Cullin-F-box(SCF)复合体的功能提供科学依据.

目的 从青天葵Nervilia fordii克隆SKP1的同源基因NSKs,并对编码的蛋白进行生物信息学分析及原核表达,为了深入研究青天葵中SCF复合体的功能奠定基础.方法 从青天葵转录组中筛选得到5条SKP1同源基因序列(NSK2、NSK3、NSK5、NSK7、NSK11),构建pGEX-4T-NSKs原核表达载体于大肠杆菌Rosetta (DE3)中诱导表达GST-NSKs融合蛋白并进行纯化.结果 NSK2、NSK3、NSK5、NSK7、NSK11的开放阅读框(ORF)分别为495、483、489、498和486 bp,编码164、160、162、165和161个氨基酸,蛋白相似性达到73.65％,均属于SKP1蛋白家族,具F-box和Cullin蛋白结合位点.亚细胞定位预测NSK2、NSK3和NSK5定位于细胞核,而NSK7和NSK11定位于细胞质和细胞核.系统进化树结果表明,NSK2、NSK3和NSK5聚为一簇,与小麦和玉米等的同源性较高;NSK7和NSK11聚为一簇,与多头绒泡菌的同源性较高.通过构建原核表达载体,确定了在大肠杆菌Rosetta (DE3)中的有利诱导条件,成功诱导表达并纯化得到5个GST-NSKs重组蛋白.结论 成功克隆5个SKP1同源基因NSKs,获得NSKs蛋白,为深入研究青天葵中SCF复合体的功能提供了一定的基础.

F-box蛋白在植物中广泛存在,在植物生命活动中发挥重要作用.F-box蛋白通过与Skp1、Cullin和Rbx1形成Skp-Cullin-F-box(SCF)蛋白复合体,参与泛素-蛋白酶途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)降解生物体中的蛋白质而发挥作用.F-box蛋白广泛参与植物对干旱、盐害、温度、重金属等非生物胁迫,以及病原菌和害虫造成的生物胁迫的响应过程.主要就F-box蛋白的结构、作用途径及其在植物抗逆响应研究领域的最新进展和存在的问题进行综述,旨在为深入研究F-box蛋白增强植物抗逆性的机制提供参考.