腾海艳

(宜春学院 化学与生物工程学院,江西 宜春 336000)

P39蛋白又称SP2(Suppressor of ppi1 locus 2)蛋白[1]或OEP80(Outer envelope protein 80),属于OMP85(Outer membrane protein of 85 ku)蛋白家族[2],该家族成员定位于叶绿体、线粒体膜或细菌细胞膜,参与蛋白质跨膜转运或膜上定位[2-3]。大部分OMP85蛋白由C端β-桶状跨膜结构域和N端多肽转运结合(Polypeptide transport associated,POTRA)结构域组成,β-桶状跨膜结构域是蛋白质通道,POTRA结构域的作用类似分子伴侣,能够结合被转运的蛋白质并将其传递到内膜[4],但是P39蛋白及其同源蛋白P36缺少POTRA结构域[3]。在拟南芥中,P39蛋白定位于叶绿体外膜[3],Hsueh等[5]发现,P39蛋白影响成熟拟南芥的代谢稳态,p39基因突变后,拟南芥成熟植株的光合活性和类囊体结构均发生改变,多条代谢途径出现异常。根据Ling等[1]的报道,拟南芥通过SP1蛋白、P39蛋白和CDC48(Cell division cycle 48)蛋白协作,促进叶绿体外膜转运蛋白的泛肽化和降解,从而控制外源蛋白质向叶绿体的输入,此过程称为叶绿体相关蛋白降解(Chloroplast-associated protein degradation,CHLORAD)机制,该机制不仅参与叶绿体蛋白的输入调控和氧化胁迫响应[1],在番茄中,还参与番茄有色体的发育,从而影响果实的成熟过程[6]。

蛋白质的输入调控影响着质体的功能和植物的光合效率,在农作物中,叶绿体和有色体的蛋白质输入调控还将影响到作物的产量、抗逆性及农产品品质[6-8]。在前期工作中,已经对CHLORAD机制中的sp1基因在水稻中的同源基因OsSP1(登录号:Os07g0647800)进行了研究,并发现该基因的CRISPR/Cas9基因编辑水稻植株具有严重的生长抑制表型,显示了叶绿体蛋白输入调控途径对水稻生长发育的重要影响[9-10]。为继续探究水稻的CHLORAD机……