本实验室前期获得了zmstk1突变体材料,研究发现突变体的花粉活力下降并且淀粉积累减少且花粉中的类受体蛋白激酶ZmSTK1和烯醇化酶ZmENO1互作。ZmSTK1与ZmENO1的相互作用是否影响烯醇化酶的活力,并且调控烯醇化酶的机制尚不明确,需要进一步研究。本实验通过双分子荧光互补,不同时期野生型和突变体烯醇化酶含量活力的测定,生物信息学分析以及能量代谢组分析来研究ZmSTK1对烯醇化酶的调节机制。研究结果如下:(1)通过同源重组的方式构建了ZmSTK1和ZmENO1的BiFC载体,在水稻原生质体中进行双分子荧光互补实验,结果表明,在活细胞体内的条件下玉米特异性类受体蛋白激酶ZmSTK1和烯醇化酶ZmENO1可以互作。(2)测定了不同时期野生型和突变体的烯醇化酶的含量、活力和磷酸烯醇式丙酮酸的含量。结果表明,野生型和突变体花粉的烯醇化酶在含量上没有差别,从S11时期开始,突变体的烯醇化酶的正向反应的酶活力和磷酸烯醇式丙酮酸含量开始明显高于野生型。(3)利用生物信息学对ZmSTK1和ZmENO1进行了结构分析和催化关键位点预测,结果表明ZmSTKMedical Biochemistry1对ZmENO1磷酸化的关键位点是S156,推测在此位点进行磷酸化修饰影响了ZmENO1与2-磷酸甘油酸的结合,从而影响了其催化正向反应的活力。同时,构建了ZmSTK1的原核表达载体,进行大肠杆菌BL21原核表达菌株的构建,为体外磷酸化验证奠定了基础。(4)对野生型和突变体确认细节花粉进行了能量代谢组分析。结果表明,野生型和突变体的能量代谢物有明显差异,共分析出8种差异代谢物,其中突变体相比于野生型上调5种,下调selleckchem SCH7729843种,并且差异代谢物主要集中在与中间代谢物丙酮酸有关的氨基酸代谢通路中。综上所述,类受体蛋白激酶ZmSTK1和烯醇化酶ZmENO1在植物细胞内互作,烯醇化酶活力受到类受体蛋白激酶ZmSTK1的调节,ZmSTK1在ZmENO1的S156位点添加磷酸基团,占据酶的活性中心,烯醇化酶催化正向反应的活力减低。在突变体zmstk1中,ZmSTK1的缺失导致ZmENO1的正向反应活力升高,大量葡萄糖通过糖酵解途径消耗,最终使得突变体花粉中的淀粉积累减少,花粉育性降低。