Protein S-acylation is an important post-translational modification in eukaryotes, regulating the subcellular localization, trafficking, stability, and activity of substrate proteins. The dynamic regulation of this reversible modification is mediated inversely by protein S-acyltransferases and de-S-acylation enzymes, but the de-S-acylation mechanism remains unclear in plant cells. Here, we characterized a group of putative protein de-S-acylation enzymes in Arabidopsis thaliana, including 11 members of Alpha/Beta Hydrolase Domain-containing Protein 17-like acyl protein thioesterases (ABAPTs). A robust system was then established for the screening of de-S-acylation enzymes of protein substrates in plant cells, based on the effects of substrate localization and confirmed via the protein S-acylation levels. Using this system, the ABAPTs, which specifically reduced the S-acylation levels and disrupted the plasma membrane localization of five immunity-related proteins, were identified respectively in Arabidopsis. Further results indicated that the de-S-acylation of RPM1-Interacting Protein 4, which was mediated by ABAPT8, resulted in an increase of cell death in Arabidopsis and Nicotiana benthamiana, supporting the physiological role of the ABAPTs in plants. Collectively, our current work provides a powerful and reliable system to identify the pairs of plant protein substrates and de-S-acylation enzymes for further studies on the dynamic regulation of plant protein S-acylation.

中文翻译：

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一种 ABHD17 样水解酶筛选系统，用于鉴定植物细胞中蛋白质底物的脱 S-酰化酶

蛋白质 S-酰化是真核生物中重要的翻译后修饰，调节底物蛋白的亚细胞定位、运输、稳定性和活性。这种可逆修饰的动态调节由蛋白质 S- 酰基转移酶和去 S- 酰化酶反向介导，但在植物细胞中去 S- 酰化机制仍不清楚。在这里，我们对拟南芥中一组推定的蛋白质脱 S-酰化酶进行了表征，包括 11 个含有 α/β 水解酶结构域的蛋白质 17 样酰基蛋白硫酯酶 (ABAPTs) 成员。然后建立了一个稳健的系统，用于筛选植物细胞中蛋白质底物的脱 S-酰化酶，基于底物定位的影响并通过蛋白质 S-酰化水平进行确认。使用这个系统，ABAPTs，在拟南芥中分别鉴定出特异性降低S-酰化水平并破坏五种免疫相关蛋白的质膜定位。进一步的结果表明，由 ABAPT8 介导的 RPM1-相互作用蛋白 4 的去 S-酰化导致拟南芥和本氏烟草的细胞死亡增加，这支持了 ABAPT 在植物中的生理作用。总的来说，我们目前的工作提供了一个强大而可靠的系统来识别植物蛋白底物和去-S-酰化酶对，以进一步研究植物蛋白 S-酰化的动态调控。进一步的结果表明，由 ABAPT8 介导的 RPM1-相互作用蛋白 4 的去 S-酰化导致拟南芥和本氏烟草的细胞死亡增加，这支持了 ABAPT 在植物中的生理作用。总的来说，我们目前的工作提供了一个强大而可靠的系统来识别植物蛋白底物和去-S-酰化酶对，以进一步研究植物蛋白 S-酰化的动态调控。进一步的结果表明，由 ABAPT8 介导的 RPM1-相互作用蛋白 4 的去 S-酰化导致拟南芥和本氏烟草的细胞死亡增加，这支持了 ABAPT 在植物中的生理作用。总的来说，我们目前的工作提供了一个强大而可靠的系统来识别植物蛋白底物和去-S-酰化酶对，以进一步研究植物蛋白 S-酰化的动态调控。