近日，山東大學教授李坤朋課題組在美國《國家科學院院刊》發表論文，揭示了內質網膜定位蛋白Membralin通過其他的相關作用，形成了一個內質網相關蛋白降解分支途徑，對玉米植株生長發育至關重要。

　　內質網相關的蛋白降解在植物生長發育和環境適應中發揮重要作用。它主要通過清除錯誤折疊或未折疊蛋白，以及調控某些特定蛋白的數量，維持蛋白穩態。目前，至少兩個經典的泛素連接酶HRD1和Doa10已被廣泛研究。HRD1復合體主要負責內質網腔蛋白以及錯誤折疊區伸向內質網腔或跨膜域的膜蛋白的降解，而Doa10主要負責錯誤折疊區伸向細胞質的膜蛋白的降解。它們在酵母、哺乳動物和植物中發揮了類似功能，說明經典的內質網相關蛋白降解途徑在真核生物中是高度保守的。

　　Membralin是一種保守的內質網蛋白，優先在中樞神經系統中積累，其功能障礙與阿爾茨海默病和肌萎縮側索硬化等神經退行性疾病密切相關。Membralin功能缺陷會降低內質網相關蛋白降解底物的能力，促進運動神經元壞死，導致小鼠出生后不久死亡。在哺乳動物中，Membralin與泛素連接酶RNF185等組成了一個獨立于經典的內質網相關蛋白降解復合物的分支，參與內質網膜蛋白的質量控制。然而，Membralin介導的內質網相關蛋白降解分支在植物中是否存在且發揮作用尚不清楚。

　　該研究以誘變獲得的玉米窄葉和矮縮突變體nld1為材料，構建了定位群體，圖位克隆了該突變體，等位測試和轉基因互補明確了編碼玉米Membralin蛋白。該突變體導致細胞數目減少，葉片和根系發育存在缺陷。值得注意的是，在該突變體中過表達擬南芥和小鼠Membralin基因，突變體的缺陷表型在很大程度上得到了恢復，說明Membralin在動植物中的功能高度保守。

　　研究表明，Membralin作為內質網相關的蛋白降解復合體的關鍵組分，通過靶向底物，在維持內質網穩態中發揮了重要作用。Membralin的缺乏或功能受損會導致持續的內質網脅迫和未折疊蛋白反應，從而誘發細胞的程序性死亡。Membralin在內質網相關的蛋白降解途徑的一個重要分支中發揮作用，而這一分支途徑以前在植物中未被識別。

　　相關論文信息：

　　https://doi.org/10.1073/pnas.2406090121