拟南芥10-甲酰基四氢叶酸去甲酰酶在光呼吸作用中的重要性

Collakova E, Goyer A, Naponelli V, Krassovskaya I, Gregory JF 3rd, Hanson AD, Shachar-Hill Y. Plant Cell. 2008 Jul;20(7):1818-32. Epub 2008 Jul 15.

摘要：在原核生物中，PurU (10-甲酰基四氢叶酸[THF] 去甲酰酶) 在嘌呤和甘氨酸生物合成中将10-甲酰基THF 代谢成甲酸和THF。拟南芥基因组含有两个公认的purU 基因，At4g17360 和At5g47435。同时敲除这些基因后，植物会比野生型更小、颜色更浅。在上述基因双敲除(dKO) 的植物中甘氨酸水平提高了70 倍，5-和10-甲酰基THF 水平持续增长。dKO 的胚胎在胚芽和早期子叶形成阶段发育终止。dKO 的成熟种子外表皱缩，内含脂质少，且不能发芽。但dKO 只是在某些条件下导致死亡，并且在无光呼吸的环境下可被生长所修复。另外，培育的dKO 长角果在蔗糖存在的条件下可恢复正常的胚胎发育和种子活性，提示种子和胚胎的发育表型是母体效应的结果。我们的发现与光呼吸中At4g17360 和At5g47435 蛋白的参与相符，这两种蛋白能阻止5-甲酰基THF 过量蓄积，是甘氨酸脱羧酶/丝氨酸羟甲基转移酶复合物的潜在抑制剂。去除编码双功能5,10-亚甲基THF 脱氢酶/5, 10-次甲基THF 环水解酶(作用于5-甲酰基THF 形成的上游)的At2g38660 基因后，dKO 植物恢复了其野生型表型，进一步证明了这一点。