我校合成生物学团队发现绿色植物中广泛保守的Met1泛素链水解分子开关

8月9日，我校生命科学与技术学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室何正国教授领衔的合成生物学团队与北京理工大学和北京科技大学相关团队合作联合在国际著名学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)发表题为《绿色植物OTUB亚家族中保守的Met1特异性基序使水稻OTUB1能够水解Met1泛素链》(Met1-specific Motifs conserved in OTUB subfamily of green plants enable rice OTUB1 to Hydrolyse Met1 Ubiquitin Chains)的研究论文。广西大学为论文的第一完成单位和共同通讯作者单位。该工作在国际上首次揭示了水稻去泛素化酶OTUB1水解Met1泛素链的分子机制，发现了跨物种范围OTUB亚家族成员水解Met1泛素链的分子开关。

OsOTUB1的相关结构及Met1特异性基序发挥功能的机制模型

泛素-去泛素过程在动物、植物、微生物等多种生物中普遍存在，广泛参与包括炎症和先天免疫信号传导调控等基础生命过程。然而，目前关于植物中的Met1类型泛素链的去泛素酶的作用机制仍然不清楚。在该项工作中，我们创新性采用一锅法高效制备了携带脱氢丙氨酸的Met1-二泛素自杀型探针，发现了水稻源OTUB1(OsOTUB1)能够高效水解Met1类型泛素链。通过解析OsOTUB1、OsOTUB1~Met1-二泛素复合物、OsOTUB1~泛素复合物的晶体结构，我们发现Met1泛素链的水解活性(Met1活性)由OsOTUB1 S1'口袋中的Met1特异性基序N-handle motif和C-handle motif所决定的。有趣的是，这些基序在绿色植物中广泛保守但在后生动物中完全不存在，因此这一发现为在分类学上区分原始单细胞生物(无典型特征)为植物细胞还是动物细胞提供了全新的分子标准。

生命科学与技术学院助理教授卢利宁为本论文的第一作者及共同通讯作者，硕士研究生翟效国、张利君、王璐杨和金浠为共同第一作者。我校合成生物学团队负责人何正国教授、北京理工大学王丰教授以及北京科技大学梅子青教授为共同通讯作者。卢利宁博士是生命科学与技术学院2020年引进的助理教授，在合成生物学团队中主要负责去泛素酶的功能解析及新药靶标发现等工作，目前已经在《美国科学院院刊》和《自然-通讯》等国际知名期刊发表了多篇高水平论文。

本研究得到了国家自然科学基金、广西八桂学者计划、广西大学人才引进启动经费及广西科技基地与人才专项等项目的联合资助。

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