中科院张立新研究组Nature子刊发表研究新成果

　　

生物通报道：质体(plastid)是植物细胞特有的细胞器，可以分为叶绿体、有色体和白色体。叶绿体（chloroplast)含有叶绿素，是植物进行光合作用的重要场所。叶绿体的功能特性受到细胞核基因组的严密调控。而叶绿体逆向信号可调控质体和细胞核基因的表达，帮助植物应对外界环境的改变，正确生产叶绿体并维持其最佳功能。不过，人们对叶绿体的逆向信号传导还知之甚少。

中科院植物研究所的团队对此进行了深入研究，发现质体与细胞核的交流涉及了钙调节的MAPK信号通路。这项研究发表在七月十一日的Nature Communications杂志上，文章通讯作者是中科院植物所的张立新（Lixin Zhang）研究员。

细胞核能够感知叶绿体压力并做出相应的反应，诱导或抑制编码质体蛋白的细胞核基因。此前的研究显示，ABI4在叶绿体逆向信号通路中抑制LHCB基因。现在研究人员揭示了逆向信号通路的另一个调控机制。他们发现，MAP激酶MPK3/MPK6磷酸化并激活ABI4。而MAPK的活化涉及叶绿体钙结合蛋白CAS介导的钙瞬变。研究表明，叶绿体调节的Ca2+信号会控制MAPK通路，激活叶绿体逆向信号链中的关键组分。

去年三月，张立新研究组鉴定了叶绿体ATP合成酶的关键装配因子PAB，并通过功能分析阐明了叶绿体ATP合成酶催化活性中心的装配机制。植物通过光合作用利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气。这一系列复杂的代谢反应组成，发生在叶绿体的类囊体膜上。类囊体膜上的叶绿体ATP合成酶负责催化光驱动的ATP合成，为光合作用中的碳固定提供能量。（更多详细信息参见：中科院张立新研究组PNAS发表新成果）

去年五月中国科学院和日本冈山大学发表了Science封面文章，展示了一个重要蛋白超复合体的高分辨率晶体结构。植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I（PSI）并为其捕获阳光，在高等植物的光合作用中起到了关键性作用。LHC I会将自己吸收的能量传递给PSI核心，在那里以接近100%的效率转换为化学能量。研究人员对豌豆PSI-LHC1进行了结构分析，获得了分辨率高达2.8 Å的晶体结构，为人们提供了大量的宝贵信息。文章的通讯作者是中科院植物研究所的匡廷云（Tingyun Kuang）院士和冈山大学的Jian-Ren Shen教授。（更多详细信息参见：中科院院士发表Science封面文章）

藻胆体（Phycobilisome，PBS）是蓝藻和红藻捕获光的“天线”，负责将能量传递到光合作用反应中心。藻胆体是藻胆蛋白（PBP）和连接蛋白组成的超分子复合体，藻胆蛋白具有能够吸收能量的发色基团。清华大学和北京大学的研究人员对鱼腥蓝藻PCC 7120进行了研究。他们通过单颗粒电镜等技术获得了完整的藻胆体结构，还分析了PBS与光系统Ⅱ（PSII）形成复合体时的结构。（更多详细信息参见：清华、北大两位院士联手发表重要成果）

作者简介：

张立新，男，博士，研究员，博士生导师。 

1970年12月出生于江苏省句容市，1992年四川大学学士,1997年兰州大学博士，同年进入芬兰图尔库大学从事博士后研究，曾在中科院寒区旱区环境与工程研究所、兰州大学工作，2000年度中国科学院“****”。 2007年获国家自然科学杰出基金资助。现任中科院植物所副所长，国际光合作用协会执委会委员，中国植物生理学会常务理事、生物物理学会常务理事，植物学会副秘书长。Photosynthesis Research副主编，Advance in Photosynthesis and Respiration, Molecular Plant, Journal of Integrative Plant Biology,《生物物理学报》等刊物编委。

生物通编辑：叶予

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