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我院张立新团队发现拟南芥叶绿体铁硫簇生物合成的新机制
发布时间:2021年04月16日 10:34    作者:

021415日,2021欧洲杯买球app/作物逆境适应与改良国家重点实验室张立新教授团队在The EMBO Journal发表了题为The DnaJ proteins DJA6 and DJA5 are essential for chloroplast iron-sulfur cluster biogenesis的研究论文,揭示了拟南芥两个DnaJ家族蛋白参与叶绿体铁硫簇生物合成途径中铁传递的保守性分子机制,并从进化上探讨其在绿色世系光合生物中的保守性作用机理。(https://doi.org/10.15252/embj.2020106742


该研究通过生物信息学分析找到两个拟南芥叶绿体DnaJ-type I蛋白DJA6DJA5,其编码基因能够与编码叶绿体铁硫簇组装系统组分的基因共表达。研究发现,DJA6DJA5蛋白对于植物叶绿体铁硫蛋白的成熟、光合功能的实现、叶绿体的发育、细胞内铁自稳态的维持乃至植物的生存是必需的。波谱学、质谱学以及热力学等分析方法表明,DJAs蛋白主要依赖于Cys-rich结构域中保守的CXXC基序结合铁,并且其铁结合特性的实现需要Gly/Phe-rich结构域的存在。体内体外互作研究显示,DJAs蛋白通过其J结构域与叶绿体SUF系统中半胱氨酸脱硫酶激活因子SUFE1及支架蛋白SUFBC2D复合体中SUFC蛋白相互作用,且这种蛋白间互作依赖于DJAs蛋白中铁的存在。进一步的体外组装实验证明,DJAs蛋白能够将铁传递给SUFBC2D复合体,进而完成铁硫簇的组装。此外,DJA6DJA5在原核及真核光合生物中高度保守,其蓝藻同源蛋白SynDJA对拟南芥突变体的功能互补进一步阐述了DJAs蛋白在叶绿体铁硫簇生物合成的功能保守性。

DJA6DJA5蛋白参与叶绿体铁硫簇生物合成的工作模型


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