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隐秘的功能淀粉合成酶5不是酶,但却非常 [复制链接]

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译:YueRui

Abtetal在ThePlantCell在线发表了题为STARCHSYNTHASE5,aNoncanonicalStarchSynthase-LikeProtein,PromotesStarchGranuleInitiationinArabidopsis的研究论文,发现拟南芥一个与其他典型的淀粉合成酶同源的蛋白——SS5(STARCHSYNTHASE5),不具有酶活,但却在叶绿体淀粉颗粒的生成过程中起重要作用。

背景:植物在白天通过光合作用吸收碳源,在叶绿体中形成淀粉颗粒,而在晚上这些淀粉颗粒被降解,为耗能的过程提供能量。每个叶绿体在淀粉合成酶(StarchSynthases,SSs)的作用下可以产生多个淀粉颗粒。植物基因组编码多个SSs,它们的功能基本为人所知。但一个明显的例外是SS5,它和其他的SSs非常不同,并且淀粉颗粒生成的过程也并没有被研究地很清楚。

科学问题:SS5如何参与淀粉代谢?它的功能是什么?

研究结果:综合生物信息学手段、运用拟南芥突变体及转基因植株、以及表达SS5的细菌和酵母细胞,我们发现SS5不具有酶活,因此认为它是一个非典型的SS。与此一致的是,拟南芥SS5基因缺失突变体表型并没有异常,淀粉产量也正常。但令人吃惊的是,这些突变体的叶绿体中淀粉颗粒的数量减少,如图所示这些淀粉颗粒异常的大。此外,我们发现SS5与MYOSIN-RESEMBLINGCHLOROPLASTPROTEIN(MRC)互作,而MRC是最近报道的叶绿体中一个影响淀粉颗粒数量和大小的结构蛋白。这暗示SS5在淀粉颗粒的生成过程中起关键的、非酶促的作用。

展望:SS5等参与淀粉颗粒生成的蛋白的发现可以让我们更加深入地研究淀粉颗粒生成的过程。我们正在研究缺少多个与淀粉颗粒生成相关蛋白的拟南芥高阶突变体。我们也打算通过更加复杂的显微成像手段来研究SS5及其他淀粉颗粒生成相关蛋白在叶绿体中的定位。结合其他方法,我们还将试着解析这些淀粉颗粒生成调控蛋白在时间和空间上的相互作用。由于淀粉颗粒的大小和数量是影响淀粉生物物理性质的重要因素,我们预期SS5将会是一个用于改善和提高产淀粉类作物的、非常有前景的基因改造目标。

论文链接:

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