Nature子刊：蓝藻和高等生物的膜蛋白在结构上高度相似

　　生物体的细胞配备了参与细胞膜形成和重塑的蛋白质，从而执行重要的任务。细胞膜包裹着细胞内部，但由于膜出芽、内陷或融合过程而不断重塑。这也涉及到长期以来被认为只存在于或主要存在于高等生物体中的各种蛋白质。然而，在过去的10到20年里，蛋白质已经被确定或预测在没有细胞核的简单生物体中也存在。在一项研究合作中，一种在蓝藻中参与膜重塑的蛋白质现在首次被描述。人们曾怀疑这种细菌蛋白质的存在，但尚未找到证据。所研究的蛋白质很可能是在动物和植物等高等生物中发现的类似蛋白质的细菌代表。

　　

   

   

图片:SynDLP，蓝藻聚囊藻的动力蛋白样蛋白，形成高度有序的寡聚结构，与膜结合。

SynDLP可能是真核膜蛋白的细菌祖先

生物体的细胞配备了参与细胞膜形成和重塑的蛋白质，从而执行重要的任务。细胞膜包裹着细胞内部，但由于膜出芽、内陷或融合过程而不断重塑。这也涉及到长期以来被认为只存在于或主要存在于高等生物体中的各种蛋白质。然而，在过去的10到20年里，蛋白质已经被确定或预测在没有细胞核的简单生物体中也存在。在一项研究合作中，一种在蓝藻中参与膜重塑的蛋白质现在首次被描述。人们曾怀疑这种细菌蛋白质的存在，但尚未找到证据。所研究的蛋白质很可能是在动物和植物等高等生物中发现的类似蛋白质的细菌代表。

在原核生物中也发现了膜蛋白

膜蛋白参与多种膜重塑和修复过程，以应对膜损伤，从而确保细胞存活。在过去的十年中，这种蛋白质也在原核生物中被发现，即没有细胞核的简单生物。其中许多与以前认为只存在于含有细胞核的更复杂的生物体(即真核生物，如动物和植物)中的蛋白质相似。

所谓的动力蛋白和动力蛋白样蛋白最初也被认为是真核生物的发明，直到1999年的一项生物信息学研究预测了细菌动力蛋白样蛋白或dlp的存在。这些dlp属于动力蛋白超家族，参与真核生物的各种膜重塑过程。

最近，在一种蓝藻的基因组中发现了一种特异性的DLP，即SynDLP。该蛋白由美因茨约翰内斯古腾堡大学(JGU)和j利希大学(Forschungszentrum j利希)的研究小组在         塞尔多夫海因里希海涅大学(HHU)的参与下进行了研究。“我们以前认为我们只会在真核细胞中发现这种蛋白质，”JGU膜蛋白组负责人Dirk Schneider教授说。“SynDLP具有一种我们以前认为只存在于高等生物中的结构，”研究中心科学家、HHU教授卡斯滕·萨克森(Carsten Sachse)补充说。“SynDLP的结构特性表明它是已知最接近真核生物动力蛋白的细菌祖先，”Sachse描述了结果。施耐德补充说:“我们假设，在原始细胞进一步发育成有核或无核的细胞之前，这种蛋白质已经存在于原始细胞中。”      

蓝藻利用内部膜系统进行光合作用

蓝藻是地球上最古老的生物之一。由于它们的颜色，它们也被称为蓝绿色细菌。与其他细菌不同的是，它们拥有第二个内部膜系统，在这个系统中进行光合作用的光反应。然而，正是由于光反应，膜非常脆弱，需要不断修复和重塑。因此，膜重塑蛋白对于膜的重建或修复尤为重要。

“我们还不知道SynDLP在膜动力学中的确切功能，”德克·施耐德教授说。在实验室条件下，它似乎并不重要。“然而，如果它不是必需的，它就不会保存数十亿年，”美因茨大学的化学家推测道。未来，科学家们想要继续研究这个问题，并研究这种蛋白质在细菌细胞中究竟起什么作用。

长期科研合作成果丰硕

三位年轻的科学家在8年的研究中发挥了关键作用:来自JGU的Ruven Jilly博士和Lucas Gewehr博士，以及来自Forschungszentrum jlich的Benedikt Junglas博士，他曾是美因茨约翰内斯古腾堡大学(MPGC)马克斯普朗克研究生中心的博士生。其他合作者来自美因茨的马克斯普朗克聚合物研究所和丹麦奥胡斯大学。这项研究刚刚发表在《自然通讯》杂志上。

文章标题

SynDLP is a dynamin-like protein of Synechocystis sp. PCC 6803 with eukaryotic features