拟南芥PIF3的SUMO化修饰促进光形态建成

来源：植物生物学

拟南芥光形态建成的调控需要多个光受体所介导的信号通路来实现，红光受体光敏色素PHYB为光受体之一。PHYB被红光激活后，与光形态建成负调控因子PIF相互作用，导致PIF的磷酸化和泛素化降解，也导致PHYB降解，这是光形态建成必需的阶段。

2020年10月20日，来自匈牙利András Viczián团队在期刊NewPhytologist发表题为“SUMOylationof PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 3 promotes photomorphogenesis inArabidopsis thaliana”的研究论文，揭示了PIF3的SUMO化修饰可以降低其生物活性，促进光形态建成。

在该研究中，作者首先通过生物信息学分析鉴定拟南芥PIF3蛋白中有潜在SUMO化修饰靶点。液相色谱-串联质谱确认PIF3氨基酸序列中13位的赖氨酸（K13）被SUMO化修饰。作者在异源实验系统中也检测到这种翻译后修饰。

为了检测PIF3被SUMO化修饰的生物学作用，作者获得P35S：PIF3-YFP和P35S：PIF3（K13R）-YFP转基因植株。研究结果显示SUMO与突变位点（K13R）结合的更加紧密，并且P35S：PIF3（K13R）-YFP转基因植株表现出增强的下胚轴的响应，提高的光保护以及红光相关响应基因更高的表达量。

由于PIF3和PHYB相互作用并共同降解，微调了光形态发生。那么SUMO化修饰是否影响PHYB蛋白的水平？作者在连续红光照射下，使用western blot进行检测，显示P35S：PIF3（K13R）-YFP转基因植株相比对照组,PHYB含量较低。表明PIF3蛋白的SUMO化修饰还可以调节PHYB的含量，进一步改变光形态建成。