近日，中國農科院生物所作物代謝調控與營養強化團隊與中國科學院上海植物生理生態研究所、比利時根特大學開展合作研究，利用葉酸探針制備結合化學蛋白組學技術，實現了擬南芥中葉酸互作蛋白的系統分離，發現葉酸分子與植物碳/氮代謝密切關聯，為深入解析葉酸調控植物生長發育功能機制奠定基礎。相關研究結果發表于《植物細胞》（ The Plant Cell ）。
葉酸（folates）包括四氫葉酸及其衍生物，屬于水溶性B族維生素（B9），是所有生物體維持正常生命活動的重要功能因子。葉酸缺乏和葉酸穩態變化會嚴重影響植物胚胎發育、幼苗生長、開花、結實等過程，但有關葉酸如何參與這些生物學過程的研究還很少，對植物中的葉酸互作蛋白（FBPs）也尚未鑒定。
該研究將5-甲酰四氫葉酸（5-F-THF）與光親和標簽（Dayne）共價偶聯形成穩定的探針。經驗證，該探針仍保持被擬南芥幼苗吸收、代謝和利用的生物學活性。
利用該探針結合點擊化學（click chemistry）和親和蛋白質組學技術共鑒定到51個葉酸互作蛋白，并從中篩選出16個高親和力互作蛋白和14個低親和力互作蛋白。
生化分析與功能預測顯示，葉酸分子通過與這些蛋白互相作用，將一碳代謝、碳代謝和氮代謝三條代謝途徑聯結在一起。
進一步研究還分析了2個高親和互作蛋白二氫葉酸還原酶/胸苷酸合成酶(AtDHFR-TS1)和谷氨酰胺合成酶1;4與葉酸分子結合的位點及酶活變化。
上述結果從蛋白組學角度開拓了對葉酸生物學功能的認識，為深入探索葉酸在植物發育中的作用機理奠定基礎。
該研究得到國家自然科學基金項目、中國農業科學院科技創新工程資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/plcell/koab198
