植物所劉建祥課題組Molecular Plant綜述植物細(xì)胞器蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控分子機(jī)制
2020年10月30日，Molecular Plant雜志在線發(fā)表了來(lái)自浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生物學(xué)研究所劉建祥教授為通訊作者的綜述論文，題為“Protein Quality Control in Plant Organelles: Current Progress and Future Perspectives”。該綜述系統(tǒng)總結(jié)了植物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體和線粒體中蛋白質(zhì)量控制的分子機(jī)制，并且對(duì)這些細(xì)胞器中蛋白質(zhì)量控制的共有和特異的分子機(jī)制進(jìn)行了梳理和比較，對(duì)各細(xì)胞器間信息交流和協(xié)調(diào)調(diào)控蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)及其對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)性展開(kāi)了討論，為該領(lǐng)域的研究提供了系統(tǒng)的總結(jié)和展望。
圖：植物細(xì)胞器蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控主要調(diào)控通路及其之間的信息交流與互作
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，葉綠體和線粒體是蛋白質(zhì)合成、光合作用、代謝和能量產(chǎn)生的主要細(xì)胞器。這些細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)（proteostasis）平衡維持與調(diào)控對(duì)于植物生長(zhǎng)、發(fā)育和抗逆性至關(guān)重要。蛋白質(zhì)折疊是真核生物細(xì)胞中的基本生物學(xué)過(guò)程，也是一個(gè)很容易出錯(cuò)的過(guò)程，受發(fā)育信號(hào)和環(huán)境脅迫的影響較大。植物已經(jīng)進(jìn)化出許多機(jī)制來(lái)確保植物細(xì)胞器中蛋白質(zhì)的正確折疊和成熟。錯(cuò)誤折疊或受損蛋白會(huì)通過(guò)細(xì)胞器內(nèi)蛋白酶、細(xì)胞器關(guān)聯(lián)的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)以及細(xì)胞自噬來(lái)降解。當(dāng)錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)積累時(shí)，細(xì)胞器特異的未折疊蛋白應(yīng)答（UPR）可通過(guò)減少蛋白質(zhì)折疊需求，增加蛋白質(zhì)折疊能力并增強(qiáng)蛋白酶體關(guān)聯(lián)蛋白質(zhì)降解和自噬等機(jī)制來(lái)達(dá)到新的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。綜上，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體和線粒體可以在不同方面通過(guò)類(lèi)似的機(jī)制調(diào)控蛋白穩(wěn)態(tài)，同時(shí)每種細(xì)胞器又具有特異的組分和機(jī)制調(diào)控自身的蛋白水平，從而適應(yīng)不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段或者各種環(huán)境脅迫。此外，蛋白穩(wěn)態(tài)失衡時(shí)，不同細(xì)胞器間以及與細(xì)胞核間存在信號(hào)交流和傳遞，共同協(xié)調(diào)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞功能。
劉建祥教授課題組長(zhǎng)期研究植物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控分子機(jī)制以及植物響應(yīng)環(huán)境溫度變化（高溫）的分子機(jī)理，相關(guān)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委國(guó)家杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30378-6
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