近日,华中农业大学薛绍武课题组在Cell Reports期刊上发表题为“Hydrogen sulfide persulfidates OAS-A1 to balance cysteine levels in regulating Arabidopsis stomatal development”的研究成果,揭示了H2S介导OAS-A1的巯基化,催化合成足够的Cys维持GSH-H2O2稳态并稳定气孔发育。华中农业大学生命科学技术学院、湖北洪山实验室博士后刘彤和博士研究生张志威为共同第一作者,薛绍武教授为通讯作者。
该研究通过筛选OAS-TL家族的T-DNA插入突变体,鉴定出oas-a1突变体,气孔密度显著增加,并伴有离体叶片失水速率显著增加,植株抗旱性显著降低的表型。进一步的Cys含量检测及外源Cys处理表明,OAS-A1通过催化合成Cys调控气孔发育。此外,研究人员发现,H2S介导的巯基化可以修饰OAS-A1并提高其酶活性。外源处理H2S清除剂亚牛磺酸(HT)及突变OAS-A1的巯基化位点Cys28及Cys42,能显著降低H2S介导的巯基化作用、OAS-TL酶活及内源Cys含量;植物气孔密度显著增加,抗旱性显著降低。这些结果表明,OAS-A1的Cys28和Cys42位点的巯基化,能够促进其酶活性和Cys的合成,从而调控拟南芥正常的气孔发育及抗旱性。进一步的机制解析表明,H2S巯基化OAS-A1催化合成的Cys,可以通过进一步代谢为GSH平衡体内活性氧(ROS)及过氧化氢(H2O2)水平,从而稳定气孔正常发育。
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H2S通过巯基化OAS-A1平衡半胱氨酸水平进而调控气孔发育
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