两种蛋白质的故事：共同作用来影响叶绿体光合膜中脂质的产生

　　菱形样蛋白10 (RBL10)被认为是一种降解叶绿体膜上其他蛋白质的酶，但其功能在很大程度上是未知的。密歇根州立大学doe植物研究实验室Benning实验室的研究人员正在研究RBL10如何影响光合作用中必不可少的光合膜脂代谢。

　　

你曾经拆开过什么东西，比如手表，通过观察里面的零件来观察它是如何工作的吗?

这与致力于更好地理解光合作用原理的科学家们所使用的一种常见策略并没有完全不同，其中包括密歇根州立大学克里斯托弗·本宁(Christoph Benning)领导的研究人员。

该团队隶属于密歇根州立大学能源部植物研究实验室(PRL)，研究叶绿体，这是植物光合作用发生的细胞机制。叶绿体就像手表的内部，其中每个单独的组件对于更大的系统的功能都是必不可少的。

在最近发表在《植物生理学》杂志上的一项研究中，本宁和他的同事们已经开始揭示这些成分是如何共同作用来影响叶绿体光合膜中脂质的产生的。

研究小组说，这种基本的理解将使研究人员能够设计出更好地满足我们在不断变化的气候下的需求的作物。

该研究的第一作者、本宁实验室的前博士后杨旭说:“如果我们对植物中脂质是如何合成的有了更好的了解，我们就可以尝试提高植物的性能。”

该团队的新研究建立在该小组之前的工作基础上，该工作始于研究一种被称为菱形样蛋白10 (RBL10)的酶。RBL10的功能在很大程度上是神秘的，尽管它被认为可以降解叶绿体膜上的其他蛋白质。

2019年，研究小组与模式生物拟南芥(Arabidopsis thaliana)合作，发现RBL10影响了光合作用中的一个重要代谢过程。特别是，这种酶影响了植物如何产生用于光合作用的叶绿体膜的脂类化合物。

在一项后续研究中，本宁实验室确定了RBL10在叶绿体中与之相互作用的一系列蛋白质。叶绿体脂质生物合成中的另一种重要蛋白质——酰基载体蛋白4 (ACP4)引起了研究人员的注意。

现在，他们最新的出版物“是关于测试ACP4和RBL10之间相互作用的相关性，”徐说。

研究人员确定了四种拟南芥系进行研究。第一种是控制植物或野生型，其功能与自然界一样。另外三种系是突变体:其中一种ACP4含量减少，另一种RBL10含量减少，最后一种两种蛋白质都缺乏。

利用这种基因解剖方法，研究人员能够辨别这些成分在植物脂质代谢中的功能。

最后，研究人员能够确定RBL10和ACP4都影响脂质生物合成，但它们“以平行的方式独立作用”，本宁说，他是生物化学和分子生物学系的杰出教授，也是PRL主任。

本宁说:“这篇论文排除了这些蛋白质如何在植物脂质代谢中起作用的一种可能性。”“但我们需要寻找其他可能性。我们仍然不知道答案。”

RBL10是植物中为数不多的具有特征的菱形蛋白之一，它可能在细胞过程中起作用，但本宁实验室仍在寻找RBL10的确切功能。

这项研究得到了美国能源部基础能源科学办公室化学科学、地球科学和生物科学司的支持;国家卫生研究所;美国农业部农业研究局;以及密歇根州立大学农业生物研究中心。这项工作也得到了美国能源部、科学办公室、生物和环境研究办公室、基因组科学计划和美国国家科学基金会的支持。