一个蓝藻NDH-1复合体新辅助蛋白Slr1097的鉴定与功能分析

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beckham11
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蓝藻是一类能进行光合放氧的原核生物,也是研究光合作用的模式生物之一。一般认为,蓝藻类囊体膜上存在光系统Ⅱ、细胞色素b6f、光系统Ⅰ和ATP合酶等4种光合膜蛋白复合体。20年前,人们又在蓝藻类囊体膜上发现了另一种光合膜蛋白复合体,称为NADPH脱氢酶(NDH-1)复合体。目前,该复合体参与了许多生理功能,包括细胞呼吸、围绕光系统Ⅰ的循环电子传递和CO2吸收。晶体结构表明,嗜热菌的复合体Ⅰ为“L-型”,蓝藻NDH-1复合体结构与其类似。蓝藻NDH-1复合体目前已经发现了18个亚基,然而在高等植物中,人们发现了许多蓝藻中并不存在的亚基,除此之外,叶绿体NDH复合体还存在着一些辅助蛋白,辅助该复合体的中间复合体的成熟和组装过程。大肠杆菌复合体Ⅰ催化中心有三个活性亚基,蓝藻与高等植物基因组中并不存在,因此人们对蓝藻NDH-1复合体了解仍然不够。   尽管近年来,人们在蓝藻NADPH脱氢酶的亚基组成和复合体功能方面已经取得了一些进步,但是在揭示该复合体的成熟和组装方面却很少有报道。本文中,我们通过在高光下筛选转座子突变体库,筛选到了三个循环电子传递功能受损的突变株,经过反向遗传学的鉴定,我们发现这三个突变株都突变了同一个基因slr1097,该基因编码一个未知功能的蛋白。实验证实,可溶性蛋白Slr1097位于基质中,实验证实它突变后会影响NDH-1L复合体和NDH-1M复合体的有效组装。为了弄清楚Slr1097蛋白是怎么影响NDH-1复合体的有效组装,我们首先分析了Slr1097蛋白和组成NDH-1复合体的18个亚基的相互作用,发现Slr1097蛋白只和NdhI亚基存在着强烈的相互作用。为了进行进一步的研究,我们在(⊿)slr1097突变株的基质中分析了NdhI、NdhK、NdhH和NdhM的表达水平,结果表明,NdhI的表达水平在突变株中大大下降了,而其他三个亚基的水平没有变化。另外,成熟的NdhI蛋白在基质中的水平要少于其在膜上的水平。综上所述,我们认为S1r1097是一个涉及到NdhI亚基的成熟的蛋白。当成熟的NdhI蛋白发生部分减少时,它严重阻碍了NDH-1M复合体的有效组装,而对于NDH-1L的影响却没那么明显。
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学位
棉花不仅是一种重要的纤维资源,同时也是一种重要的油料和蛋白质资源。但是,由于棉酚等有毒物质的存在,大大限制了棉籽产品的利用。由于完全没有棉酚的棉花品种极易受到病虫害侵袭,因此,为了能够充分利用棉酚的抗生性,避免棉酚对人畜的毒害,培育植株高棉酚、种子低棉酚的棉花新品种成为了目前育种工作的重点。传统的杂交育种手段周期长、性状不易发现,很难快速的培育出新品种。植物基因工程技术在育种中的应用大大缩短了育种