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SUMO连接酶调控植物根发育的分子机制

2017年12月2日,《Trends in Plant Science》在线发表了华南师范大学生命科学学院广东省植物发育生物工程重点实验室阳成伟教授为通讯作者题为“AtMMS21: Connecting DNA Repair and Root Development”的综述文章。

SUMO连接酶调控植物根发育的分子机制

最近的两项研究表明,SUMO连接酶AtMMS21通过解离E2Fa/DPa复合体以控制细胞周期,并通过维持BRAHMA的稳定性来调节染色质重塑。本文讨论了AtMMS21的以上新功能及其在连接DNA修复与根发育中的潜在作用。

SUMO化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰,可将小泛素类似物(SUMO)转移到蛋白质上,从而调节蛋白质的定位、稳定性或酶活性。SUMO化过程由一系列级联反应介导,包括活化酶(E1)、结合酶(E2)和连接酶(E3),其中,E3连接酶可促进生理条件下SUMO转移到靶蛋白上。现已在拟南芥中鉴定出两种SUMO E3连接酶,SIZ1和AtMMS21(也被称为HIGH PLOIDY2和HPY2)。

AtMMS21是SMC5/6复合体的亚基,该复合体是进化上保守的染色体ATP酶,参与DNA修复过程。Xu等研究发现AtMMS21与SMC5存在相互作用,并参与维持植物细胞的基因组稳定性。atmms21突变体呈现出由分生组织紊乱导致的短根表型。一种假设认为,atmms21突变体的发育缺陷是由DNA损伤增加所致。然而,最近的两项研究表明,AtMMS21与两个保守蛋白质DPa、BRAHMA(BRM)存在相互作用,并直接调节根发育过程中的细胞周期转变和染色质重塑,为植物SUMO连接酶的调控机制提供了新的观点。

SUMO连接酶调控植物根发育的分子机制

Figure 1. AtMMS21 Regulatory Mechanisms in Root Development.

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