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蛋白磷酸酶4(PP4)是酵母,植物和动物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶. 植物PP4的组成和功能知之甚少.

2019年1月23日,深圳大学/加州大学陈雪梅及深圳大学莫蓓共同通讯在 Plant Cell 在线发表题为\" The Protein Phosphatase 4 Complex Promotes Transcription and Processing of Primary microRNAs in Arabidopsis \'研究文章, 该文章发现了拟南芥PP4新功能,同时发现PP4R3A与两个冗余的催化亚基基因PPX1和PPX2之一一起促进了microRNA的生物发生.

PP4R3A是染色质相关蛋白,与RNA聚合酶II(Pol II)相互作用,并将Pol II募集到MIR基因的启动子以促进其转录. 此外,该研究还发现数百个内含子在pp4r3a突变体中表现出剪接缺陷. 总之, 该研究揭示了拟南芥PP4在转录和核RNA代谢中的作用.

miRNA是一类约20至24个核苷酸长度的RNA,在动物及植物可以里面可以调控基因的表达.MiRNA是由RNase III家族的酶加工发夹样的前体,pri-miRNAs.成熟的miRNA转载到Argonaute蛋白中以形成沉默复合物,然后以序列互补的方法靶向RNA,进而导致它们降解或者是翻译抑制.

MiRNA合成及调控

植物miRNA途径在过去十年中得到了深入的研究. 早期研究确定了具有催化活性的关键蛋白质,包括转录miRNA基因(MIR)的RNA聚合酶II(Pol II);DICER-LIKE1(DCL1),RNase III家族酶从茎环前体切割miRNA;HUA ENHANCER1(HEN1),通过2\'-O-甲基化稳定miRNAs;以及ARGONAUTE 1(AGO1),介导miRNA降解RNA裂解的酶.已经鉴定了许多调控因子帮助miRNA生物合成和加工步骤: Pol II介导的MIR转录需要转录共激活因子介质;转录因子NEGATIVE ON TATA LESS 2(NOT2);被周期素依赖的蛋白激酶(CDK)调控;此外,DNA结合蛋白CELL DIVISION CYCLE 5(CDC5)和Elongator也参与了Pol II转录MIR的调控.

基因特征

蛋白质磷酸酶4(PP4)是一种高度保守的PP2A型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,存在于真核生物中,参与多种细胞事件. PP4已经在动物中鉴定了其参与DNA断裂和复制应激反应的底物.这些底物包括染色质缩合因子KAP1(KRAB相关蛋白1),PSY2L / SMEK1等. PSY2L / SMEK1中的拟南芥突变体显示出多效表型, 强烈表明PP4除了在DNA损伤修复中的作用外,还在植物生长和发育中起作用.

表型

PP4的生物学和分子功能的研究仅限于PSY2L / SMEK1中的突变体.编码推定的催化亚基PPX1和PPX2的两个基因尚未在遗传上表征.因此, 尚不清楚psy2l / smek1突变体的表型是否反映了PP4的功能. PP4组成的生物化学表征局限于PSY2L / SMEK1在体内与PPX1和PPX2相互作用的证明.

遗传分析

在该研究中, 陈雪梅等团队发现PP4R3A与两个冗余的催化亚基基因PPX1和PPX2之一一起促进了microRNA的生物发生. PP4R3A是染色质相关蛋白,与RNA聚合酶II(Pol II)相互作用,并将Pol II募集到MIR基因的启动子以促进其转录. PP4R3A可能还促进miRNA前体的共转录加工,因为它将HYPONASTIC LEAVES1(HYL1)募集到MIR基因和核切割体. 此外,陈雪梅等团队发现数百个内含子在pp4r3a突变体中表现出剪接缺陷. 总之, 该研究揭示了拟南芥PP4在转录和核RNA代谢中的作用.

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