植物所劉建祥課題組Molecular Plant綜述植物細胞器蛋白穩(wěn)態(tài)調控分子機制
2020年10月30日，Molecular Plant雜志在線發(fā)表了來自浙江大學生命科學學院植物生物學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)總結了植物細胞內質網(wǎng)、葉綠體和線粒體中蛋白質量控制的分子機制，并且對這些細胞器中蛋白質量控制的共有和特異的分子機制進行了梳理和比較，對各細胞器間信息交流和協(xié)調調控蛋白質穩(wěn)態(tài)及其對植物生長發(fā)育和環(huán)境適應性展開了討論，為該領域的研究提供了系統(tǒng)的總結和展望。
圖：植物細胞器蛋白穩(wěn)態(tài)調控主要調控通路及其之間的信息交流與互作
內質網(wǎng)，葉綠體和線粒體是蛋白質合成、光合作用、代謝和能量產(chǎn)生的主要細胞器。這些細胞器中的蛋白質穩(wěn)態(tài)（proteostasis）平衡維持與調控對于植物生長、發(fā)育和抗逆性至關重要。蛋白質折疊是真核生物細胞中的基本生物學過程，也是一個很容易出錯的過程，受發(fā)育信號和環(huán)境脅迫的影響較大。植物已經(jīng)進化出許多機制來確保植物細胞器中蛋白質的正確折疊和成熟。錯誤折疊或受損蛋白會通過細胞器內蛋白酶、細胞器關聯(lián)的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)以及細胞自噬來降解。當錯誤折疊蛋白質積累時，細胞器特異的未折疊蛋白應答（UPR）可通過減少蛋白質折疊需求，增加蛋白質折疊能力并增強蛋白酶體關聯(lián)蛋白質降解和自噬等機制來達到新的蛋白質穩(wěn)態(tài)。綜上，內質網(wǎng)、葉綠體和線粒體可以在不同方面通過類似的機制調控蛋白穩(wěn)態(tài)，同時每種細胞器又具有特異的組分和機制調控自身的蛋白水平，從而適應不同的生長發(fā)育階段或者各種環(huán)境脅迫。此外，蛋白穩(wěn)態(tài)失衡時，不同細胞器間以及與細胞核間存在信號交流和傳遞，共同協(xié)調蛋白質穩(wěn)態(tài)和細胞功能。
劉建祥教授課題組長期研究植物細胞內質網(wǎng)蛋白穩(wěn)態(tài)調控分子機制以及植物響應環(huán)境溫度變化（高溫）的分子機理，相關研究得到國家自然科學基金委國家杰出青年科學基金等項目的資助。
原文鏈接：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30378-6
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