不同于原核生物，真核生物mRNA (messenger RNA)具有5’帽子結(jié)構(gòu)。帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物（CBC，cap binding complex）能特異地與5’端帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合，順利將mRNA輸出細(xì)胞核。CBC對于蛋白質(zhì)合成的質(zhì)量控制、mRNA的穩(wěn)定性、Pre-mRNA的正確剪切、microRNA的成熟過程以及mRNA的3’-PolyA化都起到重要的調(diào)控作用。CBC蛋白可分為核內(nèi)CBC (nuclear cap binding complex)，比如單細(xì)胞酵母的CBC1/2蛋白與多細(xì)胞的CBP20/80蛋白，和胞質(zhì)內(nèi)CBC（Cytoplasmic cap-binding complex）,比如轉(zhuǎn)錄起始因子eIF-4E與eIF-4G并啟動mRNA的翻譯過程。一般mRNA在核內(nèi)與CBP20/80 (或CBC 1/2)結(jié)合以后，經(jīng)核孔運輸?shù)桨|(zhì)中，CBP20/80在胞質(zhì)中被eIF4E/G取代并啟動mRNA的翻譯過程。越來越多的證據(jù)表明，植物CBP20/80蛋白參與調(diào)控葉片的發(fā)育，以及對脫落酸的響應(yīng)過程，但是它們是否參與調(diào)控更多的非生物脅迫過程及其內(nèi)在分子機制尚未有深入研究。
定量蛋白質(zhì)組學(xué)（Quantitative Proteomics）是對一個生物體全部蛋白質(zhì)或一個復(fù)雜混合體系內(nèi)所有蛋白質(zhì)進行精確鑒定和定量。可用于篩選和尋找任何因素引起的樣本之間的差異表達蛋白，結(jié)合生物信息學(xué)揭示細(xì)胞生理功能，同時也可對某些關(guān)鍵蛋白進行定性和定量分析。iTRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantitation）技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)。中國科學(xué)院昆明植物研究所楊永平與胡向陽研究組的博士生孔翔祥利用模式植物擬南芥 (Arabidopsis thaliana) 為材料，結(jié)合定量蛋白組學(xué)技術(shù)解析CBP20/80蛋白調(diào)控擬南芥響應(yīng)鹽脅迫的內(nèi)在機理。我們獲得了CBP20/80基因的T-DNA插入缺失突變體cbp20與cbp80,這兩個突變體都表現(xiàn)為對鹽脅迫的敏感性；利用iTRAQ技術(shù)定量比較了野生型擬南芥、cbp20與cbp80在鹽脅迫下蛋白質(zhì)組的變化，發(fā)現(xiàn)了77個差異表達明顯的蛋白，基因表達分析表明在cbp20與cbp80突變體中多數(shù)蛋白表達下調(diào)是因為它們失去了CBP20/80蛋白指導(dǎo)Pre-mRNA正確剪切的功能，從而不能正確有效去除內(nèi)含子而影響Pre-mRNA的正確轉(zhuǎn)錄翻譯。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)這些蛋白參與脯氨酸與糖代謝過程，以及蛋白泛素化與SUMO化修飾過程。進一步的生化分析表明在鹽脅迫情況下，cbp20與cbp80突變體不能正確剪切P5CS1基因與IDD14基因，導(dǎo)致不能有效地積累脯氨酸與對淀粉的有效降解，從而導(dǎo)致對鹽脅迫的敏感性。
該研究結(jié)果以Quantitative proteomics analysis reveals that the nuclear cap-binding complex proteins Arabidopsis CBP20 and CBP80 modulate the salt stress response 為題發(fā)表在蛋白組主流雜志Journal of Proteome Research并受到審稿人的一致好評。該研究項目得到云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才項目(No.2012HB041)與自然基金委項目(No. 31170256)資助。
A：野生型擬南芥、cbp20與cbp80突變體在不同梯度鹽平板下根伸長狀況。B：野生型擬南芥、cbp20與cbp80突變體在不同梯度土壤下生長狀態(tài)。
