一氧化氮(Nitric Oxide，NO)作为一种关键的信号分子参与调控了动植物的众多生长发育过程以及对胁迫的响应。在生物体内，其发挥生物学功能的主要方式是通过亚硝基化修饰靶蛋白，即共价结合NO基团到靶蛋白半胱氨酸残基的巯基上形成S-亚硝基硫醇。S-亚硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione，GSNO)作为体内主要的具有生物学活性的NO类型，其含量调控了动态的亚硝基化-去亚硝基化修饰过程。GSNO的代谢水平受到高度保守的亚硝基谷胱甘肽还原酶(GSNO reductase，GSNOR)的严格调控。因而，GSNOR在动植物中都是氧化还原信号途径的关键调控因子。然而，GSNOR蛋白活性的调控机制知之甚少。　　本实验室前期的研究结果表明，NO供体GSNO可以诱导拟南芥GSNOR1蛋白发生降解。生化实验结果表明，GSNOR1蛋白第10位的半胱氨酸残基(Cys10)可以发生亚硝基化修饰，该修饰介导其降解的发生。我们发现，GSNOR1-GFP融合蛋白能够完全拯救gsnor1-3突变体的表型，而Cys10模拟亚硝基化修饰的点突变GSNOR1C10W-GFP蛋白不能稳定积累，导致无法拯救gsnor1-3突变体的表型。用自噬途径的抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)与阿洛司他丁(E-64d)处理后可以检测到GSNOR1蛋白的积累。并且在自噬突变体中，GSNO诱导的GSNOR1蛋白的降解与野生型中相比减弱，暗示GSNOR1可能通过自噬途径被降解。　　我的学位论文对NO调控GSNOR1蛋白通过自噬降解的分子机理进行了研究。我们发现，GSNOR1-GFP形成的点状结构可以与自噬小体特异荧光染料MDC发生共定位。用自噬途径抑制剂处理GSNOR1C10W-GFP转基因植物后，GFP的荧光信号有显著增强且其蛋白积累明显增加。自噬抑制剂E-64d处理后，GSNOR1C10W-GFP荧光信号可以与溶酶体特异性染料LysoTracker共定位。此外，GSNO处理引起的GSNOR1-GFP信号的减弱可以特异性被3-MA所抑制。上述结果表明GSNOR1通过自噬途径被降解。　　荧光共定位、免疫共沉淀与烟草荧光素互补、双分子荧光互补等实验表明GSNOR1与自噬途径中参与底物识别的关键蛋白ATG8互作，并且这一互作依赖于GSNOR1序列中ATG8识别基序(ATG8-interacting motif,AIM)YTVV。前人的结构生物学研究发现，YTVV基序位于一个袋状(pocket)结构域中，被一个含有Cys10的β-折叠片掩盖。结构计算生物学模拟分析表明Cys10的亚硝基化修饰导致局部构象变化，使YTVV基序暴露至GSNOR1蛋白表面，进而促进其与ATG8的结合。我们在哺乳动物细胞系中的进行了类似的相关实验，结果表明这一选择性识别机制可能也存在于哺乳动物中，暗示其在进化过程中的保守性。在黑暗诱导的衰老条件下，我们检测到NO的积累与GSNOR1的降解。暗示GSNOR1的降解机制在衰老过程发挥作用。此外，初步的实验结果表明，拟南芥中NO与自噬信号之间存在交互调控。　　上述结果表明，拟南芥GSNOR1蛋白在亚硝基化修饰后通过改变局部结构被自噬途径关键蛋白ATG8识别并降解。并且在衰老过程中可以检测到降解的发生，暗示这种降解在衰老过程中发挥作用。我们的研究结果揭示了亚硝基化这种翻译后修饰是介导底物通过选择性自噬降解的一种新机制，为相关的细胞自噬选择性研究提供了新线索。并且，我们发现GSNOR可能是在动植物的NO与自噬信号途径交互调控过程中起到关键作用的蛋白。