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质膜H+-ATPase(plasma membrane H+-ATPase,PM H+-ATPase)通过在细胞质膜两侧建立电势梯度差,为细胞内外跨越细胞质膜进行离子运输和营养物质转运提供了必不可少的能量支持,同时也为细胞内pH稳态的维持提供了保障。质膜H+-ATPase属于P型ATPase蛋白酶家族。在植物中,质膜H+-ATPase活性的调节在植物响应脱落酸(abscisic acid,ABA)、Ca2+信号、蓝光、真菌激发子、土壤盐渍化等过程中有着不可或缺的作用,其中C末端自抑制结构域(也命名为:R结构域)可逆的磷酸化修饰和与效应蛋白的相互作用对其酶活性的调节至关重要。此外,研究发现质膜H+-ATPaseC末端自抑制作用的形成也可能涉及其胞内区其它结构域的共同调节,例如:在酵母中,质膜H+-ATPase AHA2 N末端能够与C末端共同参与其酶活性的调节。但是,至今我们对这种潜在的调控方式及其具体的调控机制还不是很了解,尚需要进一步探究。本研究发现,SCaBP3蛋白能够与质膜H+-ATPaseC末端相互作用,从而抑制其酶活性。在拟南芥中,SCaBP3基因的缺失也会造成质膜H+-ATPase活性的升高,说明在植物中SCaBP3是质膜H+-ATPase 的负调控因子。随后,通过荧光素酶互补(firefly luciferase complementation imaging,LCI)实验和酵母三杂交实验发现,质膜H+-ATPase C末端能够与其胞内区大环(Centerloop)相互作用,并且SCaBP3与AHA2 C末端RI结构域的相互作用能够促进C末端与Centerloop的相互作用,从而进一步稳定质膜H+-ATPase的自抑制作用。此外,在酵母中SCaBP3还能够与质膜H+-ATPase活性负调控因子PKS5相互作用,并促进PKS5与AHA2C末端的相互作用,从而增强PKS5对质膜H+-ATPase活性的抑制作用。为了进一步探究在植物中SCaBP3负调控质膜H+-ATPase活性的分子机制,本研究构建了一系列pks5scabp3双突变体,并对scabp3和pks5 scabp3突变体进行了表型分析和质膜H+-ATPase活性分析。结果显示,SCaBP3基因缺失引起的质膜H+-ATPase活性升高,一方面能够增强PKS5基因缺失突变体pks5-1的盐碱耐受性,另一方面也能够抑制PKS5基因持续激活突变体pks5-3和pks5-4的盐碱敏感表型,说明在植物中SCaBP3既能够通过不依赖于PKS5的信号途径调控质膜H+-ATPase活性,也能够介导PKS5对质膜H+-ATPase活性的调控,从而参与植物盐碱胁迫耐受性的调节。综上所述,我们的研究证明质膜H+-ATPase自抑制作用的形成部分依赖于其C末端与Centerloop之间的相互作用。同时,SCaBP3在质膜H+-ATPase活性调控过程中有着重要的作用。一方面,SCaBP3能够促进质膜H+-ATPase C末端与Centerloop的相互作用,进一步稳定质膜H+-ATPase的分子内相互作用,从而促进质膜H+-ATPase自抑制状态的维持;另一方面,SCaBP3还能够促进蛋白激酶PKS5与质膜H+-ATPase C末端之间的相互作用,从而增强PKS5对质膜H+-ATPase活性的抑制。