应用BioID 技术筛选水稻GS3 互作蛋白

摘要: 水稻异源三聚体G 蛋白系统中的非典型γ亚基GS3，是一个控制籽粒大小的主效数量效应基因座，在调节籽粒大小中发挥负调节子的功能，但是其直接相互作用的蛋白研究甚少，相关的机制尚未阐明。BioID (proximity-dependent biotin identification) 为邻近蛋白标记技术，其工作原理是：生物素连接酶能使其周围的蛋白带上生物素，同时生物素又能和链霉亲和素紧密结合，所以能够利用链霉亲和素偶联的磁珠富集目标蛋白。该技术具有灵敏、高效和周期短等特点，为筛选互作蛋白提供了新的方法。本文以水稻原生质体为材料，采用BioID 技术对GS3 在水稻中的互作蛋白进行了筛选。Western-blot 结果表明，融合蛋白BirAG-GS3在原生质体中成功表达并生物素化GS3 邻近蛋白。使用链霉亲和素磁珠富集生物素化后的蛋白，并进行蛋白质谱测序，获得了与GS3 邻近的可能存在直接或间接互作的蛋白。将获得的蛋白进行功能富集与注释，并构建蛋白-蛋白互作网络。对部分蛋白进行了BiFC 验证，发现GS3 可能与ICL、PPDK、RPN7 和RH15 发生相互作用，涉及能量代谢的调节、种子淀粉物质的储存、泛素-蛋白酶体系统，以及凋亡途径等生物过程。上述结果为解析GS3 的蛋白调控网络奠定了基础。