水飞蓟天冬氨酸蛋白酶：植物特异性插入序列差异决定靶向定位的奥秘

为探究植物特异性插入序列（PSIs）对典型天冬氨酸蛋白酶（AP）靶向定位的影响，研究人员克隆并鉴定水飞蓟花中两种新型 AP（AP-Sm1 和 AP-Sm2）。结果发现二者 PSIs 不同，导致靶向定位不同。该研究为植物细胞蛋白运输机制研究提供模型。

　　典型的植物天冬氨酸蛋白酶（APs）是植物特有的蛋白水解酶。将这类蛋白酶区分开来的是一种被称为植物特异性插入序列（PSI）的类 saposin 结构域，它存在于所有典型 AP 的酶原中。在这项研究中，研究人员从水飞蓟（Silybum marianum）花中克隆并鉴定了两种新型典型 AP，分别命名为 AP-Sm1 和 AP-Sm2。通过计算机分析和系统发育比较，研究人员阐明了它们酶原的结构特征，包括保守基序和催化亚位点。研究结果表明，这些酶起源于一个祖先 AP 基因的复制。尽管 AP-Sm1 和 AP-Sm2 与其他植物 AP 在序列和结构上具有相似性，但它们在底物特异性上存在潜在差异，这可能归因于 S₃、S₁^'和 S₃^'催化亚位点的变化。研究人员还发现这两种酶之间存在不同的潜在 N - 糖基化模式，AP-Sm1 在其 PSI 结构域内发生糖基化。该结构域被认为在环境适应中发挥作用，并且可能影响典型 AP 酶原通过分泌途径的运输。当 C 末端液泡分选决定簇（ctVSD）失去功能时，研究人员观察到 mRFP 融合的 AP-Sm1 和 AP-Sm2 在亚细胞定位上存在差异。AP-Sm2 定位于液泡，而 AP-Sm1 在质外体中被检测到。正如其他研究者所指出的，PSI 结构域内不同的糖基化模式可能调节细胞内运输，这可能导致了它们不同的定位模式。这些发现突出了 AP 的 PSI 作为研究植物细胞蛋白运输机制的有价值模型的潜力。