华南农大余义勋团队乙酰化修饰组研究揭示矮牵牛次生代谢调控机制

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细胞质乙酰CoA是合成许多次生代谢物的中间产物，也是蛋白质乙酰化修饰的乙酰基来源。细胞质乙酰CoA由ATP-柠檬酸裂解酶（ACL）催化柠檬酸获得。然而，ACL在次生代谢物合成和蛋白质乙酰化修饰中的作用尚不清楚。

本文围绕这一问题，以矮牵牛（Petunia axillaris）为研究对象，鉴定到编码矮牵牛ACL两个亚基ACLA和ACLB的4个基因（PaACLA1，PaACLA2，PaACLB1、PaACLB2）并获得了两个亚基分别抑制的矮牵牛植株。研究进一步发现，PaACL沉默导致叶片和花发育不正常、花色素苷减少和花衰老加速。蛋白质组学与乙酰化修饰组学进一步研究发现：PaACL沉默引起乙酰CoA的减少，从而导致植物体内“代谢胁迫（metabolic stress）”，该胁迫反应又引起蛋白质组和乙酰化组的特异性变化，从而引起许多代谢产物含量增加，以维持新的代谢平衡。

值得一提的是，以往的研究表明，在矮牵牛花冠和人类细胞中蛋白质组和泛素组呈负相关，因为泛素化在蛋白质降解中起着重要作用。而在这项研究中，研究人员惊讶的发现PaACLB1-B2沉默植株中的蛋白质组表达水平受到乙酰化的负调控。在乙酰辅酶a缺乏的特殊情况下，蛋白质组与乙酰基组可能发生负相关。一些乙酰化水平较高的蛋白质的丰度可能会降低，从而节省乙酰辅酶a的来源。这一结果扩展了我们对乙酰化修饰调控的认识。

参考文献：

1. Jianhang Guo, et al. (2017)  Proteomes and Ubiquitylomes Analysis Reveals the Involvement of Ubiquitination in Protein Degradation in Petunias. Plant Physiol.

2. Huina Zhao, et al. (2020) PaACL silencing accelerates flower senescence and changes proteome to maintain metabolic homeostasis. Journal of Experimental Botany.

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