Механизм транспорта и контроля качества белков хлоропластов
Исследование, опубликованное в The Plant Cell, показало критическую роль самого крупного белка Orf2971, кодируемого геномом пластид Chlamydomonas reinhardtii, в транспорте белков и контроле их качества в хлоропластах.
Хлоропласты — полуавтономные органеллы, произошедшие от цианобактерий. Большинство их генов переместилось в ядро, и кодируемые там белки должны быть транспортированы обратно в хлоропласт. Около 3000 таких белков проникают через оболочку хлоропласта с помощью систем TOC (транслокон внешней мембраны) и TIC (транслокон внутренней мембраны).
Хотя основные компоненты системы TOC-TIC известны, состав комплекса TIC и его двигателя оставался предметом дискуссий. Команда профессора Яна Вэньцяна обнаружила, что белок Orf2971 взаимодействует с TIC214, TIC20 и шаперонами в хлоропласте. При подавлении Orf2971 предшественники белков, кодируемых в ядре, накапливались, что, вероятно, связано с нарушением работы шаперонов, отвечающих за сворачивание белков.
Исследование показало, что Orf2971 участвует как в транспорте белков в хлоропласт, так и в контроле их качества. При остановке этой транспортной системы фотосинтетическая активность резко падает, накапливаются активные формы кислорода (АФК), что приводит к гибели клеток. Это подтверждает, что система импорта белков критически важна для поставки компонентов фотосинтеза.
Кроме того, при дефиците Orf2971 нарушалась структура пиреноида — структуры, необходимой для концентрирования CO2. Эти данные позволяют предположить, что повышение эффективности импорта белков в хлоропласт может помочь сохранить структуру пиреноидов и активность фотосинтеза, усиливая концентрирование CO2 и способность улавливать свет.
«Это исследование имеет большое значение для углубленного понимания механизма транспорта белков хлоропластов и контроля качества для развития хлоропластов», — отметил профессор Ян Вэньцян.