翻譯後蛋白質修飾在生物體中起著非常重要的作用。它使蛋白質結構更復雜，功能更完整，調控更精準，功能更具體，泛素化是蛋白質翻譯後修飾的一種形式，可以改變細胞內的定位、功能、降解或轉錄活性。E2 泛素結合酶 (UBC) 和 E3 泛素連線酶是泛素結合背景下底物特異性的主要決定因素。
吉林農業大學研究所團隊在frontiers in plant science發表了一篇名為“Overexpression of GmUBC9 Gene Enhances Plant Drought Resistance and Affects Flowering Time via Histone H2B Monoubiquitination”的文章揭示了GmUBC9基因過表達透過組蛋白H2B單泛素化增強植物抗旱性並影響開花時間。
在這項研究中，研究了乾旱脅迫下UBC I 類基因的組織特異性表達模式，GmUBC9在擬南芥中的過表達導致在一系列發育階段對乾旱條件的耐受性增強，而與野生型植物相比，大豆毛狀根中的過表達同樣導致對乾旱條件的耐受性提高、脯氨酸含量增加和大豆幼苗中 MDA 含量降低。
為了闡明 GmUBC9 如何與植物抗旱性的控制相關並進一步研究 GmUBC9 的調控機制，我們進行了 Pearson 相關表達，發現了 39 個共表達基因，其中 5 個基因與GmUBC9的表達最相關。有趣的是，所有五種蛋白質都可能在細胞核中起作用。此外，為了研究蛋白質之間的相互作用網路，我們使用 String來分析 GmUBC9 的蛋白質-蛋白質相互作用網路（PPI）。結果表明，GmUBC9 的相互作用蛋白主要是 UBC (E2) 成員。接下來，我們查看了與 UBC (E2) 相關的文獻，我們發現 UBC 與 HUB2 蛋白相互作用，據報道該蛋白是介導 H2B (H2Bub1) 單泛素化的 E3 連線酶。經由酵母兩種雜交試驗 (Y2H)發現GmUBC9和GmHUB2/ AtHUB2蛋白質相互作用（圖 9A）。透過擬南芥中的雙分子熒光互補 (BiFC) 方法證實了這一點。GmUBC9不能與 eYCP 相互作用（圖 9B），表明這些相互作用是特異性的。
圖 9 GmUBC9 與 GmHUB2/AtHUB2 相互作用
透過擬南芥和大豆中的Y2H 分析和 BiFC 分析，發現組蛋白單泛素化 2 (HUB2) 是一種參與組蛋白 H2B 泛素化 (H2Bub1) 的 E3 樣蛋白，與 GmUBC9 相互作用。在乾旱條件下，GmUBC9轉基因擬南芥和大豆中H2Bub1水平升高，乾旱響應基因轉錄被啟用。此外，GmUBC9轉基因擬南芥和大豆表現出晚花表型，並且開花相關基因FLC和MAF4 的表達水平增加。這些發現表明 GmUBC9 對乾旱脅迫響應和大豆開花時間的調節很重要。
文獻連結： https://doi.org/10.3389/fpls.2020.555794
