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科学家们确定了光与叶绿体发育之间的联系

2019-05-06 08:38:56 • 来源：

长期以来一直认为光通过所谓的巯基介导的氧化还原调节激活叶绿体基因表达。然而，迄今为止，引起这种规定的机制仍然难以捉摸。ÅsaStrand和她在Umeå植物科学中心的小组现已确定了这种氧化还原调节机制所涉及的组成部分。他们的研究结果发表在Nature Communications杂志上。

科学家们确定了光与叶绿体发育之间的联系

叶绿体是细胞发生光合作用的地方。当幼苗从土壤中出来时，它逐渐变绿，在这个绿化过程中，叶绿体中的光合机械发育并变得完全发挥作用。光合作用的建立是一个复杂的过程，涉及响应光的叶绿体中基因表达的激活。ÅsaStrand和她的小组确定了一个组件，它将光信号与叶绿体中基因表达的激活联系起来。

据证明，某些称为硫氧还蛋白的蛋白质将主要来自光的电子转移到蛋白质PRIN2(PLASTID REDOX INSENSITIVE2)。PRIN2变得减少并且其结构从二聚体(即两个PRIN2蛋白质结合在一起)改变为单体(单个蛋白质)。然后PRIN2单体激活叶绿体中的光合基因表达。这种类型的调节称为巯基介导的氧化还原调节，因为介导电子转移的功能化学基团是含硫的硫醇基团。

“几年前我们确定了PRIN2。我们知道它对氧化还原变化敏感，并且它是叶绿体中正常基因表达所必需的”，ÅsaStrand解释道。“我们现在已经证明，PRIN2受光线通过硫氧还蛋白调节，然后激活一种叫做PEP的蛋白质复合物。这种蛋白质复合物负责叶绿体中光合作用相关基因的表达。”

蛋白质复合物PEP(质体编码的RNA聚合酶)读取存储在叶绿体基因组DNA中的信息并将其复制到RNA(核糖核酸)中。然后，RNA作为模板将存储在DNA中的信息转化为蛋白质。PEP是一种大蛋白质复合物，需要几种相关蛋白才能发挥其全部功能。这些相关蛋白中的一种是PRIN2。

完全功能性光合机器所需的蛋白质部分编码在细胞核中，部分编码在细胞的叶绿体基因组中。因此，需要在两个细胞室之间进行某种形式的通信，以确保在幼苗发育期间的所有组分都可以在适当的时间获得。PRIN2在两个区室之间的交流中起着重要作用，因为PEP复合物的状态将叶绿体的功能状态与细胞核联系起来，使植物能够在幼苗发育过程中同步来自核和叶绿体基因组的光合基因的表达。

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