【科研进展】李积胜教授课题组发现AtCKX2的硫巯基化修饰通过降低细胞分裂素含量而改变拟南芥根系结构的重要机制

近日， 生命科学学院李积胜教授课题组在国际学术期刊New Phytologist上发表了题为“Hydrogen sulfide antagonizes cytokinin to change root system architecture through persulfidation of CKX2 in Arabidopsis”的研究型论文。揭示了AtCKX2的硫巯基化修饰通过降低细胞分裂素（CTK）含量而改变拟南芥根系结构的重要机制。

硫化氢（H2S）是一种内源性气态信号分子，已被证明可通过与各种植物激素的耦合作用在植物生长和发育过程中发挥重要作用。然而，人们对 H2S 和CTK之间的关系以及 H2S 和 CTK 影响根系生长的机制仍然知之甚少。

在该研究中，作者发现AtCKX2的Cys62位点发生硫巯基化修饰。作者以CKX蛋白是连接H2S和CTK途径的关键因子为前提，对拟南芥的七个CKX蛋白进行了硫巯基化修饰蛋白质组学分析。CKX1、CKX2、CKX4和CKX6中的潜在硫巯基化修饰作用得到了验证，超高效液相色谱-电喷雾离子交换-质谱（UHPLC-ESI-MS/MS）分析也确定了 CKX1、CKX2和CKX4 的硫巯基化修饰位点，其中CKX2Cys62的硫巯基化修饰修饰促进了CKX2蛋白的酶活性，从而降低了拟南芥IP型CTK的含量，表明了H2S通过提高CKX2的活性来调节CTK的含量的关键调控机制。

进一步研究证明，在拟南芥体内，H2S在AtCKX2的Cys62位点的硫巯基化修饰作用在宏观和微观角度都显著影响拟南芥的根系结构（RSA），包括主侧根之间夹角、根毛、侧根密度和侧根上下侧伸长细胞的改变。该研究提出了新的CKXs活性调控机制，对于了解H2S 和CTK之间的关系以及 H2S 和 CTK 影响根系生长的机制具有重要意义。

硫巯基化修饰促进CKX2酶活性调节CTK含量进而改变拟南芥RSA的作用机制模型

生命科学学院硕士研究生王秀玉为论文的第一作者，李积胜教授，龚春梅教授，史玮副教授为共同通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和西安市科技计划等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1111/nph.20122

编辑：黄海瀛

终审：王   存