植物所高等植物光合作用捕光色素蛋白转运分子机制研究

2011-4-29 18:04 来源: 中国科学院
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LTD蛋白特异性识别并转运捕光色素蛋白的模式图

  高等植物叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体有2500-3000个蛋白,95%以上的蛋白是由核基因编码的。核基因编码的叶绿体蛋白首先在细胞质中合成,并通过叶绿体内外被膜和类囊体膜转运通道运输到叶绿体内,从而行使功能。但是一些关键的参与光合作用光能吸收和转化的色素蛋白复合物如何通过特异的转运机制进入叶绿体,还远没有得到揭示。

  捕光色素蛋白复合物是光合膜蛋白中含量最高的色素蛋白复合体,它在光能吸收、传递、激发能在两个光系统中均衡分配具有重要作用。不仅如此,它在光能有效耗散光保护中也具有重要功能。但是,捕光色素蛋白如何转运到叶绿体内并实现其功能的机制还不清楚。

  中科院植物研究所张立新研究组及其合作者最近研究发现了高等植物光合作用捕光色素蛋白被膜转运途径分选进入类囊体膜转运途径的重要转运蛋白LTD。LTD是随着光合生物捕光色素蛋白出现后特异进化而来的,其功能在于识别捕光色素蛋白特异性的T14基序,从而协助捕光色素蛋白的叶绿体跨内膜转运,并转运到信号颗粒识别转运途径上,确保捕光色素蛋白的精确定位和组装成功能复合物。

  这一发现不仅对于植物如何实现光能有效吸收和利用具有重要的意义,而且加深了对叶绿体蛋白转运机制的认识。

  该成果于近日在国际著名期刊《自然—通讯》在线发表(Nature Communications.2:277 doi: 10.1038/ncomms1278 (2011))。该项研究工作得到科技部、国家自然科学基金委和中国科学院太阳能行动计划的资助。