来源：夏凌峰（英国格拉斯哥大学）
SNARE（soluble N-ethylamide-sensitive factor attachment protein receptor）是辅助植物细胞内囊泡运输的关键蛋白。其中，SYP132，SYP121与SYP122蛋白在拟南芥中各类细胞中广泛表达并在细胞质膜上参与囊泡膜与目标膜的融合及蛋白的分泌。SYP121与SYP122在分泌功能上存在重叠，双突变拟南芥仍然能够生长发育并产生种子。然而，SYP132并不存在纯和的突变体，表明其在植物发育中至关重要。研究表明，SYP132 促进细胞质膜质子泵（Plasma membrane H+-ATPase） AHA1 和水通道蛋白 （Plasma membrane intrinsic protein）PIP2;1 的内吞运输，并通过分泌抗病关键蛋白（Pathogenesis-related 1）PR1协调植物生长和细菌病原体免疫（Kalde et al., 2007；Xia et al., 2019；Baena et al., 2022；Baena et al., 2024）。但是，对于SYP132参与的囊泡分泌途径仍然有待深入研究。
近日，英国格拉斯哥大学Rucha Karnik研究团队在Plant Physiology上发表了题为“SYNTAXIN OF PLANTS 132 underpins secretion of cargoes associated with salicylic acid signaling and pathogen defense”的研究论文。该研究表明， SYP132是介导拟南芥叶片中基础分泌的关键蛋白，其过表达会影响水杨酸 (SA) 和茉莉酸 (JA) 途径的相关蛋白的分泌，包括PR1、PR2和PR5蛋白。当受到细菌病原体丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）的攻击时，SYP132的功能损害会抑制植物防御相关蛋白的分泌运输。因此，拟南芥SNARE蛋白SYP132是植物基础免疫的关键参与者。
在纯和syp132突变体致死的条件下，可以在syp121/syp122双突变植株中，研究SYP132分泌运输到质外体的作用（图1A）。在syp121/syp122双突变中，SYP132基因的表达是Col-0中的两倍（图1B），SYP132蛋白在细胞质膜上的含量也是Col-0中的1.5倍（图1C与1D）。利用同量异序质量标签串联质谱法（TMT-MS）,我们在叶片质外体冲洗液中鉴定到了183个蛋白，其中60个蛋白带有SNARE蛋白辅助分泌的关键信号肽（图1F）。定量分析表明（图1H），28个分泌蛋白的含量在Col-0与双突变中存在明显差异，绝大部分是水杨酸与茉莉酸响应途径的蛋白。GO富集分析显示，在双突变体中，分泌增加的蛋白富集在涉及病原体响应的通路中。
接下来，在SYP132过表达的拟南芥植株（SYP132-OX）中，结合TMT-MS，进一步分析了涉及植物防御的相关分泌蛋白。相较于Col-0， SYP132-OX植株分泌了更多涉及SA与JA信号途径的蛋白（图2A）。结合膜分离与Western blot，表明SYP132-OX中存在更多的SYP132蛋白在细胞质膜上参与蛋白的分泌（图2B）。抗病响应的相关蛋白PR1与PR2在双突变体和SYP132-OX植株的叶片中的含量（图2D和2E）与基因的表达（图2C）都有所增加，并且，在叶片质外体中也检测到更多的PR1与PR2蛋白（图2D和2F）。
前期研究表明，植株受到胁迫时，过表达的SYP132蛋白会从细胞质膜上移动到细胞内膜上，抑制SYP132蛋白在细胞质膜上发挥分泌蛋白的作用（Baena et al., 2022；Baena et al., 2024）。利用这一特性，通过丁香假单胞菌刺激SYP132-OX的叶片（称为SYP132Det），以降低SYP132在细胞质膜上的含量，但并不影响SYP121的含量（图3B）。相较于Buffer处理的SYP132-OX叶片质外体，SYP132Det植株中蛋白相对含量展现相反的变化趋势（图3A）。抗病相关基因PR1与PR2的表达量在细菌胁迫后，均有所增加，可与Col-0相比，SYP132Det植株中并无显著差异（图3C）。然而，蛋白的变化趋势与基因的表达并不一致，在胁迫处理后的SYP132del植株中，叶片积累了更多的PR1与PR2蛋白（图3E），而在质外体中却并没有检测到更多的PR1与PR2蛋白（图3D与3F）。综合表明，降低SYP132在细胞质膜的含量会抑制PR1与PR2蛋白响应胁迫的分泌运输。
结合已有的研究及本文结果，图4概述了SNARE辅助的细胞质膜分泌运输的方式。主要的细胞质膜 Qa-SNARE蛋白SYP121、SYP122和 SYP132，它们与共同的同源SNARE蛋白组成复合体，但又分别参与不同分泌蛋白转运到质外体的途径。在细胞质膜上，SNARE复合物通过质膜 Qa-SNARE与Qbc-SNARE (SNAP33) 和囊泡定位的R-SNARE (VAMP721/VAMP722) 之间的结合而组装。其中，SYP121和SYP122介导的分泌运输，促进涉及真菌病原体防御、细胞壁沉积和非生物应激反应等功能的蛋白的分泌。SYP132主要介导与细菌病原体防御、SA和JA防御信号传导机制有关的蛋白分泌。
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