学术进展

我院高宏波教授团队在叶绿体分裂蛋白的机制研究上取得新进展

[发布日期：2021-11-18 点击数： ]

叶绿体分裂是植物细胞中一个重要的生物学过程。叶绿体的分裂使细胞内的叶绿体保持一定的数目，从而对植物的正常生长发育和繁殖具有重要意义。因此，叶绿体分裂分子机制的研究是植物学研究领域的一个重要方向。

近日，我院高宏波教授课题组在植物学国际著名期刊The Plant Cell（一区，IF=11.3）上发表了题目为“A novel amphiphilic motif at the C-terminus of FtsZ1 facilitates chloroplast division”的研究论文，对叶绿体分裂关键蛋白FtsZ1的有关作用机制进行了深入研究。

FtsZ是细胞骨架微管蛋白的祖先。在叶绿体中，FtsZ是叶绿体分裂蛋白复合体的骨架蛋白，它不仅在叶绿体分裂环的组装过程中发挥着关键作用，还可以水解GTP驱动叶绿体的分裂。FtsZ环由FtsZ蛋白所组成，然而植物中含有FtsZ1和FtsZ2两个亚家族。在最新研究中，高宏波教授课题组通过生物信息学分析发现FtsZ1的C末端具有一个特殊的保守蛋白基序（motif），并将其命名为Z1C。缺少该基序的突变体叶绿体分裂异常，细胞内叶绿体分裂受阻，且大小不一。免疫荧光染色实验显示突变体的叶绿体中Z环呈长丝状，不能在分裂位点集聚。通过进一步的细胞生物学、生物化学和化学分析，发现Z1C基序是一个新型的膜结合基序。它不同于传统的双亲螺旋，而是β折叠。单个这样的基序具有相对较弱的膜结合能力，而含有该基序的多聚体则可以具有较强的膜结合能力。这种特殊的膜结合基序有利于Z环和叶绿体分裂复合体的动态调控。