葉綠體內膜蛋白轉運子的進化與核基因編碼的葉綠體基因DPC1的克隆及其參與氧化脅迫功能的研究.pdf

1、核基因編碼的葉綠體蛋白在細胞質中的核糖體上合成后必須轉運到葉綠體內合適的區(qū)間以執(zhí)行特定的功能。蛋白質跨葉綠體外膜與內膜的轉運分別通過蛋白轉運子TOC與TIC來執(zhí)行。TOC復合體的各亞基在葉綠體內共生過程中的起源是由宿主細胞與內共生的藍藻共同提供的。TOC復合體的孔道蛋白Toc75起源于藍藻，然后TOC復合體的其他成分以Toc75為骨架整合到復合體中共同組成完整的功能性蛋白轉運子。對于TIC復合體的起源，盡管復合體的一些成分通過序列比在藍

2、藻中發(fā)現(xiàn)一些序列相似的蛋白序列而假定與TOC復合體具有相似的起源模式，但是因為孔道蛋白的起源的尚未確定，TIC復合體的起源進化模式仍然是一個懸而未決的問題。本論文的第一部分通過對一個新近鑒定的TIC復合體的孔道蛋白AtTic21以及其在藍藻中的同源蛋白的研究來解釋TIC復合體的進化模式。通過系統(tǒng)進化分析、蛋白質二級結構、蛋白質亞細胞定位與功能上的保守性，闡明了TIC復合體與TOC復合體具有相似的進化模式。 葉綠體的正常發(fā)育是維持

3、高效的光合作用能力的前提條件。通過篩選擬南芥T-DNA插入突變體庫，我們分離到一個真葉黃化的突變體damaged photosynthetic capacity1(dpc1)。葉綠素a與b的測定表明兩種色素的含量均有降低，葉綠素a與葉綠素b的比值升高，葉綠素熒光分析表明光系統(tǒng)PSI與光系統(tǒng)PSII的光合能力均有降低的突變體。通過遺傳連鎖分析，證明dpc1的突變表型是單基因隱性核基因編碼的基因突變導致的。通過TAIL-PCR技術克隆了DP

4、C1基因。插入位點與表型的連鎖分析與遺傳互補實驗表明是由于DPC1這個基因的敲除導致dpc1的黃化表型。DPC1編碼一個PPR家族的蛋白，在其氨基酸序列的羧基段同時含有一個SMR結構域。基因表達分析表明DPC1在植物各主要器官根莖葉花中均有表達，在擬南芥幼苗中也有表達。暗培養(yǎng)的黃化幼苗中也有表達。用反映組織內過氧化氫與超氧陰離子含量的特異性染色實驗表明dpc1中有較高水平的積累。光下與黑暗中的過氧化氫漂白實驗表明dpc1突變體中存在較嚴