台湾学者耗时七年《Nature》破解叶绿体谜题

　　植物光合作用意义重大，而对光合作用至关重要的叶绿体，其蛋白输入机制依然是一个谜题。

　　来自台湾中央研究院分子生物研究所的研究人员发表了题为“TIC236 links the outer and inner membrane translocons of the chloroplast”的文章，指出一种通道：TIC236是让蛋白进入叶绿体表面双层膜的关键桥梁。

　　这一研究成果公布在Nature杂志上，由李秀敏教授研究组完成，李秀敏教授主要从事叶绿体蛋白输入方向的研究。其研究组曾发现植物叶绿体中运输的蛋白会随着叶绿体的“年龄”而出现差异，这推翻了此前普遍接受的观点，即这一过程与叶绿体存在时间无关，或者说这只是一种整体的上调或下调的蛋白形式。

　　在最新研究中，李秀敏教授花费七年时间，发现了蛋白质进入叶绿体的特殊方式，“如果把植物细胞看成是一座城市，那么细胞中的叶绿体就像是‘农场’，专责生产食物，而农场里的工人就是来自城市各处的蛋白质。”但是叶绿体表面的双层膜，就像是农场周围的两道墙，中间还有一条护城河。

　　研究人员发现，在两道墙间，如果可以搭建起一座桥梁，就能让蛋白质进入叶绿体，而这个桥梁就是TIC236。李秀敏说，“若是没有TIC236让蛋白质通过，不仅叶绿体会无法正常工作，植物也会在胚胎发育阶段就死亡。”

　　之前的研究认为转运蛋白参与不同的蛋白输入通道，它们的表达依赖于器官构成和生理适应性。麻省大学的研究人员从分子水平上分析了叶绿体膜转运子（TOCs）受体家族，他们认为Toc159家族成员三个结构域：C端膜锚定结构域（M-domain）、中心GTPase 结构域（G-domain）和强酸性N端结构域（A-domain）发挥了重要作用。

　　但最新研究提出了新的观点：研究人员突破了获取材料的困难，从与叶绿体相似、却没有叶绿饼的白色体切入，终于找到蛋白质穿越叶绿体外围双膜的连结桥梁。此前难以对叶绿体外围的双膜有精确的分析，是因为叶绿体内部含有大量的叶绿饼，其成份会干扰质谱仪分析结果。

　　这项研究不仅提出了叶绿体蛋白输入的新机制，而且研究人员也意外的发现，TIC236是由蓝绿菌的一个类似蛋白演化而来，这为解析叶绿体的来源演变提供一条有利的线索。

　　此外，这次研究也解析了桥梁连接方式，进一步帮助研究人员了解蛋白质进入细胞器的不同方式。