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利用Biacore揭示了PA 与生物钟之间的相互调节机制

英文标题:Interaction and regulation between lipid mediator phosphatidic acid and circadian clock regulators in Arabidopsis

中文标题:拟南芥脂质介质磷脂酸与生物钟调节因子的相互作用及调控

文章作者:Wang Xuemin 教授团队

发表单位:美国密苏里大学

期刊:The Plant Cell

 

研究背景:

生物钟在调节细胞代谢中发挥有重要作用,但新陈代谢对生物钟的影响在植物中很大程度上是未知的。

 

研究结果:

揭示了脂质介质磷脂酸 (Phosphatidic Acid,PA) 与生物钟之间的相互调节机制PA 通过与生物钟核心调节因子相互作用,抑制其与靶基因的结合,从而改变昼夜节律输出;生物钟反过来也会影响脂质代谢。

 

研究思路:

1:为了确定PA 的核功能,筛选了拟南芥转录因子cDNA 文库以鉴定可能与PA 相互作用的转录因子。发现PA 能够与生物钟核心调节子LATE ELONGATED HYPOCOTYL(LHY)和CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1(CCA1)在拟南芥中相互作用并调节其功能。 比如,PA降低了LHY和CCA1结合其靶基因TIMING OF CAB EXPRESSION1 (TOC1)的启动子的能力;增加PA的积累和抑制产生PA的酶对生物钟输出具有相反的影响。另外,生物钟也影响脂质的代谢,比如在野生型中能够观察到的几种膜磷脂(包括PA)的水平的昼夜变化,而在LHY 和CCA1 突变体中则没有;在生物钟突变体中,也影响储存脂质的积累等。

那么,PA 与 LHY 之间是否为特异性结合?

PA与生物钟调节因子

图 1 PA 与生物钟

 

2:他们利用 Biacore 回答了此问题,结果显示,LHY 与含有 PA 的脂质体结合比仅含 PC(phosphatidylcholine,脂质体结构组成部分)的脂质体强得多。至此,他们确认 PA 能够与 LHY 特异性结合。

由于 LHY 和 CCA1 密切相关且功能冗余,研究人员也利用 Biacore 检测了 CCA1 与 PA 的结合情况,同样地,PA 也能够与 CCA1 特异性结合。为进一步比较 PA 与两个生物钟核心调节因子的动力学/亲和力是否有差异,研究人员利用 Biacore 进行亲和力/动力学检测发现,PA 与 LHY1 和 CCA1 的结合动力学属性(Kon 和 Koff)类似,并且亲和力(KD)也无显著差异,分别为 0.181 μM 和 0.116 μM。

名词解释:Kon (结合常数 结合速率常数 Koff(解离常数 解离速率常数); KD = Koff / Kon 值越小,配体对于其目标的结合亲和力就越大。

至此,研究人员明确了本研究的核心内容,PA 与两个生物钟核心调节因子 LHY1 和 CCA1 相互作用得到了明确答案。最终,结合遗传与生化实验结果,该文揭示了脂质介质磷脂酸 (Phosphatidic Acid,PA) 与生物钟之间的相互调节机制。

 

 

 

 

 

 

 

利用Biacore揭示了PA 与生物钟之间的相互调节机制
生物钟在调节细胞代谢中发挥有重要作用,但新陈代谢对生物钟的影响在植物中很大程度上是未知的。利用Biacore揭示了脂质介质磷脂酸 (PA) 与生物钟之间的相互调节机制并证明PA 与 LHY 之间为特异性结合.
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