《Food Bioscience》：Bioinformatics Characterization of GRX3 Protein: Identification of Interacting Proteins and Molecular Docking Analysis with Patulin
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•来自M. guilliermondii的GRX3蛋白是一种亲水性的、不稳定的硫氧还蛋白，由231个氨基酸组成。•GRX3定位在细胞质中，这一结果通过在N. benthamiana中的EGFP融合实验得到确认。•GRX3与BolA家族蛋白和DER2发生相互作用，该结果通过酵母
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来自M. guilliermondii的GRX3蛋白是一种亲水性的、不稳定的硫氧还蛋白，由231个氨基酸组成。
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GRX3定位在细胞质中，这一结果通过在N. benthamiana中的EGFP融合实验得到确认。
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GRX3与BolA家族蛋白和DER2发生相互作用，该结果通过酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）实验得到验证。
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分子对接预测表明，四种相互作用蛋白与棒曲霉素之间存在有利的相互作用。
引言
真菌中的硫氧还蛋白（GRXs）是一类小型巯基-二硫键氧化还原酶，能够维持细胞氧化还原稳态，参与铁硫（[Fe-S]）簇的组装和递送，并保护细胞免受氧化应激的损害。尤其是单巯基GRXs，能够与BolA家族蛋白形成[2Fe-2S]-桥连复合物，并在胞质铁硫蛋白组装（CIA）机制中充当簇伴侣蛋白（Ogata等，2021；Chai等，2023；Talib等，2021）。棒曲霉素（PAT）是由青霉属和曲霉属真菌产生的一种毒性霉菌毒素，其毒性主要通过活性氧的生成和细胞内谷胱甘肽的耗竭来发挥。一些拮抗酵母，包括Meyerozyma guilliermondii，能够降解或耐受PAT；提出的机制包括对毒素的酶促修饰、抗氧化防御的提高以及氧化还原和铁稳态的维持（Yang等，2023a）。鉴于此前发现GRX3在PAT胁迫下被强烈上调，我们假设这种硫氧还蛋白可能将[Fe-S]簇代谢和氧化还原调节与酵母对霉菌毒素的应答联系起来。
生物信息学是利用计算机技术和数学方法来分析生物大分子结构和功能的重要工具（Liu等，2025；Xue等，2024）。基于此，我们利用多种生物信息学在线工具对GRX3蛋白的氨基酸组成、理化性质、亲水性/疏水性、跨膜结构、信号肽、二级和三级结构以及相互作用网络进行了系统的预测和分析。在此基础上，构建了GRX3-EGFP融合表达载体，并通过根癌农杆菌介导的瞬时转化技术在本氏烟草叶片中表达了融合蛋白。利用共聚焦显微镜记录了GRX3-EGFP在本氏烟草中异源表达后的荧光信号。
蛋白质-蛋白质相互作用网络是分析基因功能的重要切入点，可以深入了解其在细胞调控网络中的生物学作用（Hao等，2016）。酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）是研究蛋白质相互作用的经典技术。前者适用于高通量筛选和初步验证，后者能够在活细胞中实现对相互作用的可视化定位。两种技术的结合可以有效鉴定和确认蛋白质间的相互作用（Guo等，2025；Gao等，2025）。
分析GRX3与蛋白质的相互作用，不仅可以验证生物信息学预测的可靠性，还有助于揭示GRX3在稳态调节和PAT降解中的潜在功能联系。基于此，我们采用酵母双杂交技术对GRX3与四种候选相互作用蛋白之间的相互作用进行了初步筛选和验证，通过BiFC技术在植物活细胞中进一步可视化确认了相互作用关系，并利用分子对接模拟预测了各候选蛋白与PAT之间可能的相互作用。
因此，本研究旨在阐明GRX3蛋白的结构和功能特征，为进一步揭示其在M. guilliermondii细胞对PAT应答中的生物学功能提供理论基础。此外，本研究还旨在从蛋白质相互作用的角度验证生物信息学预测的准确性，并为深入分析GRX3介导的PAT耐受机制提供新的视角。
章节摘要
菌株与载体
M. guilliermondii从梨表面分离纯化，保藏于武汉大学中国典型培养物保藏中心（保藏编号：M2017270）。使用前，在营养酵母葡萄糖肉汤（NYDB）培养基中活化两次。然后，在50 mL酵母浸出液-蛋白胨-葡萄糖（YPD）固体培养基上培养，并在恒温培养箱中于28°C培养2至3天。单菌落接种至50 mL YPD培养基中。
GRX3蛋白理化性质预测
利用Expasy服务器的ProtParam工具对GRX3蛋白的氨基酸序列理化性质进行了分析，详细结果见表1。该蛋白由231个氨基酸组成。丝氨酸是最丰富的氨基酸，含22个残基（9.5%），其次是丙氨酸和谷氨酸，各含20个残基（8.7%），以及亮氨酸含19个残基（8.2%）。其他值得注意的残基包括苯丙氨酸（17，7.4%）、脯氨酸（16，6.9%）和苏氨酸（16，
讨论
本研究利用生物信息学工具，系统地预测了来自M. guilliermondii的GRX3基因编码蛋白的理化性质、结构特征、亚细胞定位及相互作用网络。GRX3-EGFP融合蛋白在本氏烟草中瞬时表达，显示出主要在细胞质中的荧光信号。GRX3基因编码的蛋白由231个氨基酸组成，分子量约为25.54 kDa，理论
结论
利用生物信息学方法表征了GRX3蛋白的基本结构和理化性质。GRX3-EGFP在本氏烟草中的异源表达产生了主要在细胞质中的荧光信号。然而，这并非其原生定位在M. guilliermondii中的决定性证据。酵母双杂交和BiFC实验验证了GRX3与四种候选蛋白（SPAC8C9.11、DRE2、SUFE1和LIP1）之间的物理相互作用，支持了预测结果的可靠性。
CRediT作者贡献声明
杨岐亚：撰写——审阅与编辑、监督、资源、项目管理、调查研究、资金获取、概念构思。Gerefa Sefu Edo：撰写——审阅与编辑。张弘银：验证、监督、项目管理、资金获取。Esa Abiso Godana：撰写——原稿、可视化、软件、数据管理。包紫瑶：撰写——原稿、可视化、方法学、形式化分析、数据管理、概念构思。
未引用参考文献
Chai和Mieyal，2023；Goldberg等，2021；Li和Outten，2019；Talib和Outten，2020。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的、可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（32472804和32472414）的资助。
Esa Abiso Godana|包紫瑶|Gerefa Sefu Edo|张弘银|杨岐亚
