Regulation of plant metabolic function mediated by protein S-nitrosylation

蛋白质S-亚硝基化介导的植物代谢功能调节

基本信息

  • 批准号:
    17570039
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

S-Nitrosylation of cysteine residues is a critical redox modification that regulates a broad spectrum of protein functions, and this process involves reactive nitrogen species (RNS) such as S-nitrosothiols (RSNO) that are known to modify the thiol moiety of proteins. This research attempted to examine: (1) the importance of RSNO metabolism in modulating protein S-nitrosylation in higher plants, with special focus on the regulatory role of S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR) as a key enzyme determining cellular RSNO levels and the degree of S-nitrosylation; and (2) the possibility that this posttranslational modification may participate in the regulation of certain plant metabolic functions such as nitrogen assimilation.(1) When exposed to RNS such as NO_2, NO donors and nitrate, Arabidopsis plants increased the level of RSNO, a substantial proportion of which was recovered in high-molecular fractions. This suggests the proteinous nature of accumulated RSNO in response to these inorg … More anic nitrogen oxides. Using biotin-switch method, the changes in S-nitrosylated protein levels were monitored and it was found that NO-donor treatments enhanced protein S-nitrosylation in wild-type plants. Overexpression of GSNOR, however, alleviated the extent of this posttranslational modification, with the increased level much lower than that seen in wild-type plants, supporting the importance of this enzyme in modulating protein S-nitrosylation.(2) The physiological consequence of GSNOR overexpression was investigated with respect to the regulatory aspects of nitrogen assimilation. When fed with a single ^<15>N-labeled nitrogen source such as nitrate or NO_2, transgenic plants overexpressing GSNOR incorporated and assimilated more nitrate-and NO_2-derived ^<15>N than did the wild-type plants. Because GSNOR is catalytically not related to the assimilatory process of inroganic nitrogen, these results suggest the possible involvement of GSNOR, and hence S-nitrosylation of proteins, in the regulation of nitrogen assimilation. Less
半胱氨酸残基的 S-亚硝基化是调节广泛蛋白质功能的关键氧化还原修饰,该过程涉及活性氮 (RNS),例如 S-亚硝基硫醇 (RSNO),已知它们可以修饰蛋白质的硫醇部分本研究试图探讨:(1)RSNO代谢在调节高等植物蛋白质S-亚硝基化中的重要性,特别关注S-亚硝基谷胱甘肽还原酶的调节作用。 (GSNOR) 作为决定细胞 RSNO 水平和 S-亚硝基化程度的关键酶;以及 (2) 这种翻译后修饰可能参与某些植物代谢功能(如氮同化)的调节。(1) 当暴露于RNS,如NO_2、NO供体和硝酸盐,拟南芥植物增加了RSNO的水平,其中很大一部分以高分子组分的形式回收,这表明积累的RSNO具有蛋白质性质。针对这些无机氮氧化物,使用生物素开关方法监测了 S-亚硝基化蛋白质水平的变化,发现 NO 供体处理增强了野生型植物中蛋白质 S-亚硝基化的过度表达。然而,减轻了这种翻译后修饰的程度,增加的水平远低于野生型植物中观察到的水平,支持了该酶在调节蛋白质 S-亚硝基化中的重要性。(2) 生理学就氮同化的调节方面而言,研究了GSNOR过表达的后果。当用单一15 N-标记氮源例如硝酸盐或NO_2喂养时,过表达GSNOR的转基因植物掺入并同化了更多的硝酸盐和NO_2来源的氮。 ^ 15 N比野生型植物高,因为GSNOR在催化上与无机氮的同化过程无关,所以这些结果。表明 GSNOR 以及蛋白质的 S-亚硝基化可能参与氮同化的调节。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
TJ1 is an orientation-independent transformation enhancer sequence
TJ1 是方向无关的转化增强子序列
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Hokazono;M.Takahashi;A.Sakamoto;H.Morikawa
  • 通讯作者:
    H.Morikawa
Reactive nitrogen metabolism : a novel frontier in plant nitrogen metabolism.
活性氮代谢:植物氮代谢的新前沿。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J.Shigeto et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;M.Kurumata et al.;M.Takahashi et al.;H.Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.;Morikawa et al.;Takahashi et al.;Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;A.Sakamoto et al.
  • 通讯作者:
    A.Sakamoto et al.
Phytoremediators from abandoned rice field.
来自废弃稻田的植物修复剂。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahashi et al.;Morikawa et al.;Morikawa et al.;Kurumata et al.;Takahashi et al.
  • 通讯作者:
    Takahashi et al.
Focus on Plant Molecular Biology-2 : Biotechnological Approaches to Improve Nitrogen Use Efficiency in Plants (R.P. Singh and P.K. Jaiwal, eds.)
聚焦植物分子生物学-2:提高植物氮利用效率的生物技术方法(R.P. Singh 和 P.K. Jaiwal 编辑)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J.Shigeto et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;M.Kurumata et al.;M.Takahashi et al.;H.Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.;Morikawa et al.;Takahashi et al.;Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;A.Sakamoto et al.;A.Nakagawa et al.;A.Nakagawa et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.(分担執筆);M.Takahashi et al.(分担執筆);Morikawa et al.(分担執筆);H.Morikawa et al.(分担執筆)
  • 通讯作者:
    H.Morikawa et al.(分担執筆)
Proceedings of 2005 Annual Meeting of Koregn Society for Plant Biotechnology and Korea Japan Joint Symposium on Platform Technology for Plant Bioproducts.
韩国植物生物技术学会2005年年会暨韩日植物生物产品平台技术联合研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J.Shigeto et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;J.Shigeto et al.;Morikawa et al.;M.Kurumata et al.;M.Takahashi et al.;H.Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.;Morikawa et al.;Takahashi et al.;Hokazono et al.;M.Takahashi et al.;A.Sakamoto et al.;A.Nakagawa et al.;A.Nakagawa et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.;M.Takahashi et al.(分担執筆);M.Takahashi et al.(分担執筆);Morikawa et al.(分担執筆);H.Morikawa et al.(分担執筆);Morikawa et al.(分担執筆);A.Sakamoto et al.(分担執筆)
  • 通讯作者:
    A.Sakamoto et al.(分担執筆)
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