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       植物光合作用意義重大,而對光合作用至關重要的葉綠體,其蛋白輸入機制依然是一個謎題……



李秀敏:耗時七年,Nature發文破解葉綠體謎題

臺灣中央研究院分子生物研究所的研究人員發表了題為“TIC236 links the outer and inner membrane translocons of the chloroplast”的文章,指出一種通道:TIC236是讓蛋白進入葉綠體表面雙層膜的關鍵橋梁。 詳細全文





植物光合作用意義重大,而對光合作用至關重要的葉綠體,其蛋白輸入機制依然是一個謎題。

來自臺灣中央研究院分子生物研究所的研究人員發表了題為“TIC236 links the outer and inner membrane translocons of the chloroplast”的文章,指出一種通道:TIC236是讓蛋白進入葉綠體表面雙層膜的關鍵橋梁。

這一研究成果公布在Nature雜志上,由李秀敏教授(Hsou-min Li)研究組完成,李秀敏教授主要從事葉綠體蛋白輸入方向的研究。其研究組曾發現植物葉綠體中運輸的蛋白會隨著葉綠體的“年齡”而出現差異,這推翻了此前普遍接受的觀點,即這一過程與葉綠體存在時間無關,或者說這只是一種整體的上調或下調的蛋白形式。

在最新研究中,李秀敏教授花費七年時間,發現了蛋白質進入葉綠體的特殊方式,“如果把植物細胞看成是一座城市,那么細胞中的葉綠體就像是‘農場’,專責生產食物,而農場里的工人就是來自城市各處的蛋白質?!鋇且堵燙灞礱嫻乃隳?,就像是農場周圍的兩道墻,中間還有一條護城河。

研究人員發現,在兩道墻間,如果可以搭建起一座橋梁,就能讓蛋白質進入葉綠體,而這個橋梁就是TIC236。李秀敏說,“若是沒有TIC236讓蛋白質通過,不僅葉綠體會無法正常工作,植物也會在胚胎發育階段就死亡?!?

之前的研究認為轉運蛋白參與不同的蛋白輸入通道,它們的表達依賴于器官構成和生理適應性。麻省大學的研究人員從分子水平上分析了葉綠體膜轉運子(TOCs)受體家族,他們認為Toc159家族成員三個結構域:C端膜錨定結構域(M-domain)、中心GTPase 結構域(G-domain)和強酸性N端結構域(A-domain)發揮了重要作用。

但最新研究提出了新的觀點:研究人員突破了獲取材料的困難,從與葉綠體相似、卻沒有葉綠餅的白色體切入,終于找到蛋白質穿越葉綠體外圍雙膜的連結橋梁。此前難以對葉綠體外圍的雙膜有精確的分析,是因為葉綠體內部含有大量的葉綠餅,其成份會干擾質譜儀分析結果。

這項研究不僅提出了葉綠體蛋白輸入的新機制,而且研究人員也意外的發現,TIC236是由藍綠菌的一個類似蛋白演化而來,這為解析葉綠體的來源演變提供一條有利的線索。

此外,這次研究也解析了橋梁連接方式,進一步幫助研究人員了解蛋白質進入細胞器的不同方式。

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nba马刺vs灰熊作者簡介:
李秀敏


1986 B.S. Dept. Botany, Natl. Taiwan Univ. 1992 Ph.D. Cell & Molec . Biol. Program, U. Wisconsin-Madison , USA 1992-1995 PDF Plant Biology Lab., Salk Institute, USA Plant Biology Div., Noble Foundation , USA 4/95-7/99 Assistant Research Fellow, IMB 7/99-2/04 Associate Research Fellow, IMB 2/04-7/13 Research Fellow, IMB 7/13-Present Distinguished Research Fellow, IMB



 

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