植物芸苔素內酯（brassinosteroid）訊息傳遞需要泛素（ubiquitin）

 

芸苔素內酯受器示意圖。圖片來源：維基百科

芸苔素內酯（BR，brassinosteroid）是植物的類固醇。由於類固醇向來被認為是「動物性」賀爾蒙，所以當年發現以後，受到了廣泛的注意，也成為研究的熱門項目之一。

有多熱門呢？以筆者手邊的植物生理學「聖經級」教科書Taiz and Zeiger為例，幾乎每一版提到芸苔素內酯的那一章，提到芸苔素內酯的訊息傳遞，每版的圖都不一樣。但是，第五版與第六版的Taiz and Zeiger都提到的是，當BR與其受器（BRI1，上圖藍色部分）結合時，會造成BRI1磷酸化，然後啟動一連串的變化，最後造成相關基因開始表現，於是就出現了芸苔素內酯反應。

最近北海道大學的研究團隊發現，芸苔素內酯的訊息傳導，除了與受器的磷酸化有關，還跟受器的泛素化有關。

泛素是一個小分子蛋白質，由76個胺基酸構成。真核生物都有泛素，當泛素被加到蛋白質上面以後，細胞就會把該蛋白質送到蛋白酶體（proteosome）去分解。負責把泛素加到蛋白質上的酵素稱為泛素連接酶（ubiquitin ligase），相對的，也有被稱為「去泛素化酶」（DUBs，deubiquitinating enzymes）的酵素把連接上去的泛素給移除。

研究團隊發現了兩個去泛素化酶，UBP12與UBP13，與芸苔素內酯的訊息傳導息息相關。缺少這兩個基因的阿拉伯芥長得極為矮小，且對芸苔素內酯的敏感度顯著降低。有趣的事情是，當研究團隊放回一個不能被泛素化的BRI1版本時，上述的這些突變的性狀就得到了顯著改善。

這些研究成果顯示了BRI1會被泛素化，然後會被分解。UBP12與UBP13則會透過去泛素化來讓BRI1變得穩定。究竟泛素化如何具體地調節芸苔素內酯的訊息傳導，還需要更進一步的研究。

參考文獻：

Yongming Luo, Junpei Takagi, Lucas Alves Neubus Claus, Chao Zhang, Shigetaka Yasuda, Yoko Hasegawa, Junji Yamaguchi, Libo Shan, Eugenia Russinova, Takeo Sato. Deubiquitinating enzymes UBP12 and UBP13 stabilize the brassinosteroid receptor BRI1. EMBO reports, 2022; 23 (4) DOI: 10.15252/embr.202153354