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葉綠體蛋白合成場所

生活更新时间:2025-01-27 18:09:38

葉綠體是綠色植物和真核藻類特有的細胞器，是光合作用以及許多其他重要生物學過程發生的重要場所。葉綠體蛋白穩态對葉綠體維持正常功能十分重要。葉綠體蛋白在成熟以及組裝過程中會出現錯誤折疊，且由于葉綠體中的蛋白處于活性氧（ROS）含量較高的環境中，極易受到ROS的損傷。葉綠體中錯誤折疊以及受損傷的蛋白質需要由蛋白質量控制體系清除或修複。p97/VCP/CDC48是一類保守的依賴泛素的分離酶，與不同的輔助因子形成複合體，在酵母和動物的蛋白穩态調控中發揮重要作用，可清除細胞器中錯誤折疊或損傷的蛋白質。此前，有研究表明CDC48複合體介導植物葉綠體外膜蛋白的降解，而CDC48複合體是否參與葉綠體内蛋白質的泛素化降解尚不清楚。

中國科學院植物研究所林榮呈研究組利用生物化學和遺傳學等手段，發現拟南芥葉綠體内存在蛋白泛素化修飾，CDC48複合體編碼基因突變後導緻葉綠體中泛素化修飾蛋白的積累。進一步研究表明，葉綠體基因組編碼的兩個蛋白RbcL（RuBisCO大亞基）和AtpB（ATP合成酶β亞基）是CDC48複合體的底物，CDC48複合體組分NPL4及UFD1能與RbcL和AtpB發生相互作用。在ROS脅迫條件下，RbcL和AtpB被泛素化蛋白酶體途徑降解，而在CDC48複合體功能喪失後泛素化修飾的RbcL和AtpB蛋白積累。該研究揭示了CDC48複合體可以通過泛素化蛋白酶體途徑介導葉綠體内RbcL和AtpB蛋白的降解，拓展了CDC48複合物在植物體内的新功能，打破了以往關于葉綠體内不存在泛素化蛋白修飾的看法，為葉綠體内蛋白質的質量控制方式和機制提供了新認識，

4月12日，相關研究成果在線發表在Cell Reports上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金及中科院的支持。

葉綠體蛋白合成場所（研究揭示葉綠體蛋白質量控制的新機制）1

CDC48複合體介導葉綠體内蛋白質降解的模型

來源：中國科學院植物研究所

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