【Plant Physiol 6.28】蛋白质组学呈现“生物能量生产机械”--NDH-1的组装过程

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A Cytoplasmic Protein Ssl3829 Is Important for NDH-1Hydrophilic Arm Assembly inSynechocystissp.Strain PCC 6803

研究背景：脱氢酶复合体NDH-1参与生物体内多种能量代谢过程，但是其装配亚基及各亚基功能仍然不清楚。本文通过构建蓝藻缺失突变体，应用多种蛋白质分析技术对NDH-1复合体的组成亚基以及组装过程进行了深入分析。

样本来源：蓝藻（Synechocystis sp.Strain PCC 6803）

技术： 凝胶蛋白组学+Shotgun（IP+MS）

研究结果:

1、通过转化转座子文库（transposon-bearinglibrary）获得蓝藻突变体，利用强光筛选到11个光敏感突变体，其中有2个NDH-1活性降低的突变体。进一步研究发现，突变体内NDH-CET活性降低，转座子插入位点在ssl3829基因。

Growth, NDH-CET activity, and transposoninsertion site of high-light-sensitive mutants of Synechocystis 6803.

2、ssl3829基因敲除菌株Δssl3829的表型实验（光后叶绿体荧光检测试验发现postillumination rise降低，P700在氧化速率加快，再还原速率降低）证明：ssl3829基因的缺失会削弱NDH-CET的活性。

Deletion of ssl3829 and its effect on NDH-CET.

3、Western blot分析发现ssl3829基因缺失会降低类囊体膜上NDH-1的含量，以及复合体各组分的含量。进一步实验证明Ssl3829蛋白定位于胞质内。

Localization of Ssl3829.

4、利用单向非变性电泳，双向电泳以及LC-MS/MS技术鉴定发现Ssl3829结合于NDH-1的亲水臂NAI300复合体（组装中间体）。Δssl3829菌株胞质中NAI300复合体含量的降低以及其单独组分蛋白NdhH,NdhK和NdhM的增加说明Ssl3829参与NAI300复合体组装。

Formation of NAIs in the cytoplasm of various mutants.

5、作者进一步发现Ssl3829与Slr1097（NdhI成熟因子）存在互作关系，这一互作可以稳定Slr1097蛋白。Slr1097蛋白缺失同样会引发NAIs的含量降低。

Interaction of Ssl3829 with Slr1097.

Relationship between Ssl3829 and Slr1097.

6、综合以上结果，作者给出了NDH-1复合体的组装模型：Ssl3829蛋白与Slr1097蛋白结合后使得NdhI蛋白成熟化，参与NDH-1复合体亲水区域NAI300复合体的组装，通过与其他组分结合最终形成NDH-1复合体。

Model schematically representing an important role of Ssl3829 inassembling the NDH-1 hydrophilic arm.

小编心得：本文是一篇经典的蛋白质组学研究文章，结合凝胶、western lot、质谱以及蛋白互作研究技术在分子层面解析蛋白复合体的组装调控机理。深入研究了能量代谢关键组分脱氢酶复合体NDH-1的组装过程，发现了新的组成亚基，并鉴定了其独特的生理功能，加深了我们对于能量代谢途径分子机理的认识。整篇文章的研究思路清晰完整，对于蛋白分子机理研究领域的各位老师具有重要的借鉴意义。

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