泛素/26S蛋白酶體系統(tǒng)（Ubiquitin/26S proteasome system, UPS）是真核生物中最精細的調(diào)控體系之一，很多重要途徑的關鍵調(diào)節(jié)蛋白都受到泛素化修飾的調(diào)節(jié)。底物蛋白的泛素化修飾需要泛素激活酶（E1）、泛素結(jié)合酶（E2）和泛素連接酶（E3）的協(xié)同作用。模式植物擬南芥中有2個E1、37個E2和超過1400個E3蛋白。對于這些蛋白的生化特性的分析是研究其基因功能的重要組成部分。已有的研究表明植物體內(nèi)存在著大量E2-E3特異的相互作用，通過體外實驗分析某待測蛋白的E3活性需要使用某個/些特定E2蛋白才能實現(xiàn)。而目前廣泛使用的E3活性體外分析體系中E1、E2種類單一且大多非植物基因編碼，因此對E3活性的檢測很可能出現(xiàn)假陽性尤其是假陰性的結(jié)果。

    中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所謝旗研究組建立了一套植物特異的體外泛素化分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要成分均為大腸桿菌中表達的蛋白，包括了擬南芥中絕大部分種類的E2，經(jīng)檢測利用這些E2可以檢測出某個/些特定的RING（Really Interesting New Gene）finger蛋白的活性。對于個別原核表達不成功的E2則可通過在煙草中瞬時表達來得到蛋白。因此該系統(tǒng)使得研究者可以利用擬南芥中大部分E2亞家族成員對特定蛋白進行E3活性分析，同時也可研究某E3與不同E2特異性組合的情況。該系統(tǒng)的組分均來自于植物，絕大部分為擬南芥基因編碼，因此非常適用于植物蛋白的泛素化分析。該系統(tǒng)同時提供了兩種點突變的擬南芥泛素蛋白：UbK48R及UbK63R，可用于多聚泛素鏈類型的分析。該體外泛素化分析系統(tǒng)和該組已建立的活體泛素化分析系統(tǒng)成為植物泛素化研究的有效平臺。

    該研究結(jié)果于2013年1月27日在線發(fā)表于The Plant Journal雜志上的“先進技術(shù)”欄目。謝旗研究組的博士生趙慶臻為該論文的第一作者。

    該項研究得到了國家自然科學基金委和國家蛋白研究計劃項目的資助。