摘要
一氧化氮(nitricoxide，NO)是生物体内重要的信号分子，直接调控有机体的生长发育和胁迫响应等生物学过程，且通过介导对蛋白质进行翻译后S-亚硝基化修饰(S-nitrosylation)而调控其生化活性、稳定性、亚细胞定位和蛋白互作等功能。NO以及S-亚硝基化修饰对植物生长发育与胁迫响应的调控已经有一定研究。在模式植物拟南芥中，体内NO含量平衡对正常生长和发育过程是必需的。拟南芥NO过度积累突变体gsnor1-3出现植株矮化丛生、分枝显著增加、生殖发育异常等严重的生长发育缺陷，但其分子机制还不完全清楚。TPL(TOPLESS;At1G15750)蛋白质是拟南芥重要的共转录调控抑制子，参与调控多种激素、代谢、生长相关通路的调控和信号转导，对植物的正常生存至关重要。我们前期的研究发现TPL可被S-亚硝基化修饰。因此，本研究探索S-亚硝基化修饰TPL调控拟南芥生长发育的分子机制。 在拟南芥中，TPL基因家族包括5个成员，具有明显的功能冗余性。其中，tpr1tpltpr2tpr4四突变体的分枝数显著减少，顶端分生组织(shootapicalmeristem，SAM)发育异常。通过质谱分析发现TPL蛋白存在多个可被S-亚硝基化的半胱氨酸残基位点，且这些位点高度保守，暗示其功能的重要性。其中，Cys-186和Cys-204被NO基团修饰后增强TPL与分枝发育调控通路的不同靶蛋白的互作，包括调控SAM发育的关键转录因子WUS(WUSCHEL)和独角金内酯(strigolactones，SLs)通路的转录抑制子SMXL6等。与此相吻合，TPLC186S和TPLC204S突变蛋白与其互作蛋白的结合降低，而GSNO处理则增强TPL与互作蛋白的结合。我们构建了tpr1tpltpr2tpr4背景的转基因植物，发现TPLC204S-3HA转基因植物分枝数明显低于TPL-3HA转基因植物;而TPLC204W-3HA转基因植物的分枝数量则明显增加。上述结果表明S-亚硝基化修饰Cys-204位点参与调控分枝发育。 前人的研究发现TPL与其互作蛋白协同调控基因表达均依赖HDA19(HISTONEDEACETYLASE19)对染色质组蛋白进行去乙酰化修饰。我们发现S-亚硝基化修饰也增强了TPL与HDA19的互作，暗示NO介导S-亚硝基化通过调控TPL-HDA19以及其互作蛋白的复合体而调控其靶基因的表达，进而调控分枝。 综上所述，本研究发现S-亚硝基化修饰转录抑制子TPL的Cys-186和Cys-204残基增强其与SMXL6、WUS、HDA19等蛋白的互作，可能通过独角金内酯信号转导和顶端分生组织发育调控分枝发育。
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