擬南芥葉綠體Deg2蛋白酶功能研究.pdf

1、光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)是葉綠體中由多個亞基組成的色素蛋白復(fù)合體，它催化光驅(qū)動的水裂解并釋放氧和質(zhì)子。盡管光是光合作用所必需的，但是如果光強(qiáng)過高，PSⅡ復(fù)合體中電子傳遞受阻，就會導(dǎo)致PSⅡ發(fā)生可逆性失活，進(jìn)而引發(fā)其PSⅡ反應(yīng)中心D1蛋白的不可逆失活。當(dāng)光損傷D1蛋白的降解速度超過其從頭合成速度就會產(chǎn)生光抑制，導(dǎo)致光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學(xué)效率的下降。因此，D1蛋白的快速周轉(zhuǎn)是光系統(tǒng)Ⅱ重要的修復(fù)機(jī)制，對于植物抵抗高光生長是非常重要的。 葉綠體內(nèi)

2、有200多種蛋白酶，對于這些蛋白酶中哪些參與了D1蛋白周轉(zhuǎn)以及其作用機(jī)制仍不清楚。Deg2蛋白酶是定位于葉綠體類囊體膜非跺疊區(qū)的基質(zhì)側(cè)的不依賴于ATP的絲氨酸蛋白酶，體外實驗表明，Deg2蛋白酶參與了光損傷D1蛋白的初步剪切。然而這些實驗都僅僅局限在體外水平，Deg2蛋白酶在體內(nèi)的作用機(jī)制目前還不清楚。 為了研究Deg2蛋白酶在植物體內(nèi)的作用，我們分離了Deg2蛋白酶功能缺失型突變體。我們的結(jié)果顯示：在正常的生長條件下，突變體的

3、生長曲線和野生型基本一致；而且二者的類囊體蛋白的轉(zhuǎn)錄、翻譯以及色素蛋白復(fù)合物組成也沒有明顯區(qū)別。我們進(jìn)一步驗證了突變體PSⅡ?qū)Ω吖獾拿舾行砸约案吖庀翫1蛋白的降解情況，結(jié)果表明在相同的高光處理條件下，無論林可霉素存在與否，光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率的變化曲線都和野生型沒有區(qū)別，同樣，蛋白免疫印跡證明光破壞D1蛋白的降解在突變體和野生型之間也沒有明顯區(qū)別。因此我們認(rèn)為：Deg2蛋白酶對于D1蛋白的降解以及光抑制情況下對光系統(tǒng)Ⅱ的保護(hù)不是必需