近日，生命科学学院张彦/李厦课题组在国际植物学权威刊物《The Plant Cell》在线发表题为“Arabidopsis class A S-acyl transferases modify the pollen receptors LIP1 and PRK1 to regulate pollen tube guidance”的研究论文。植物有性生殖是植物繁衍和作物产量的基础，其中涉及多个雌雄细胞间的信号交流。花粉管识别雌蕊信号并进行导向生长的过程是一个研究热点。拟南芥类受体激酶PRKs以及胞内类受体激酶LIP1/LIP2，介导花粉管对于雌蕊引导信号的感受。PRK和LIP1/LIP2可能在花粉管质膜形成复合体发挥功能。LIP1/LIP2是棕榈酰化蛋白，但尚未发现调控其棕榈酰化的PAT。
棕榈酰化修饰（S-acylation）是一种可逆的酯酰化修饰，由棕榈酰基转移酶（PAT）催化完成。很多蛋白质受到棕榈酰化修饰，但目前对于特定PAT的功能及底物还远不清楚。
本研究报道了拟南芥棕榈酰基转移酶PAT1/2/3/4/8 (PENTAPA)，催化受体激酶PRK1和LIP1的棕榈酰化，从而调控花粉管导向生长的分子机制。课题组利用T-DNA插入突变体杂交结合CRISPR/cas9基因编辑技术，获得了PAT1/2/3/4/8五个基因功能均丧失的突变体pentapat。突变体花粉管导向珠孔能力以及感受胚珠引导信号LURE的能力降低，育性下降。通过表型对比、互作验证、生化检测和遗传学分析，发现PENTAPAT催化PRK1和LIP1的棕榈酰化。棕榈酰化控制LIP1在质膜上的定位。相比而言，丧失棕榈酰化的PRK1正常定位于质膜，但丧失了与LIP1及鸟苷酸交换因子RopGEF的互作能力，从而干扰胞内信号传导。
本研究揭示了棕榈酰化修饰调控类受体激酶复合体不同组分，从而影响花粉管对于雌蕊引导信号应答的分子机制。向小娇博士为本论文第一作者，李厦教授和张彦教授为本论文共同通讯作者。本研究受国家自然科学基金资助。
文章链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koae109
