近日，学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金教授团队在国际主流植物学期刊《The Plant Cell》发表了题为 “Glutathionylation-mediated degradation of a cap-binding protein enhances Arabidopsis resistance to Plutella xylostella”的研究论文，首次揭示了eIF4E家族的新型帽子结合蛋白NCBP（NOVEL CAP-BINDING PROTEIN，亦称为RPX1）谷胱甘肽化修饰和泛素化降解促进拟南芥抵御小菜蛾危害的分子机制。
小菜蛾（Plutella xylostella）是十字花科作物重要害虫，繁殖速度快，具有迁飞性，严重降低作物产量和品质。李培金团队前期系列研究发现，在受到侵害时，NCBP蛋白会迅速降解，诱导合成DMNT（一种能毒杀小菜蛾这类害虫的萜烯化合物（3E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯）（Chen et al., Plant Cell & Environment, 2023），破坏害虫围食膜结构，从而发挥抗虫作用（Chen et al., eLife, 2021）。然而，NCBP蛋白如何接收虫害信号发生降解，尚不清楚。
研究通过蛋白免疫共沉淀质谱(Co-immunoprecipitation mass spectrometry)分析技术，鉴定到两个NCBP互作蛋白：MIW1和GSTF2。GSTF2在特定半胱氨酸位点对NCBP进行谷胱甘肽化修饰，进而通过MIW1依赖的26S蛋白酶体途径促进其降解，首次揭示GSTF2-NCBP-MIW1调控模块在植物抗虫中的功能，并阐明了蛋白质谷胱甘肽化与降解之间的调控机制。
GSTF2能响应虫害刺激，介导NCBP的谷胱甘肽化修饰，并通过增强NCBP与MIW1相互作用，触发NCBP的降解过程（图1），为进一步揭示植物蛋白谷胱甘肽修饰和泛素化降解机制提供了重要线索。
安徽农业大学生命科学学院博士生林宁，团队叶辉副研究员和已毕业博士生赵孟洁为论文共同第一作者，李培金教授为通讯作者，中国科学技术大学杨鸣雷教授和课题组Nipapan Kanjana博士对研究工作提出了建设性意见。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和安徽省科技重大专项等项目的支持。