《Science》子刊：全球30%的二氧化碳是被这种细胞器处理掉的

碳是地球上生命的主要组成部分之一。它在我们星球的大气中含量丰富，以二氧化碳的形式。碳主要通过光合作用进入地球人的身体，光合作用将二氧化碳转化为糖，糖是重要生物分子的组成部分，并为全球食物链提供燃料。全球大约三分之一的这一过程是由生活在海洋中的单细胞藻类完成的（其余大部分由植物完成）。

　　

一个神秘的细胞器，分别在Nature子刊和Science子刊同时发表

普林斯顿的Martin C. Jonikas课题组还在试图确定除Rubisco蛋白外，蛋白核中还有哪些蛋白质。为了做到这一点，他们使用了一种抗体，将一种特定的基质蛋白结合到所产生的分子汤中。通过提取抗体，科学家们可以将这种蛋白质提取出来。科学家们利用先前未知的蛋白质来确定它们是否与其他蛋白结合。但实验结果并不像预期的那样……

Jonikas说：“我们注意到抗体直接与几个蛋白结合。”换句话说，他们刚刚发现所有这些蛋白质都有一个与抗体钥匙相匹配的锁。对这些蛋白质的进一步研究发现，一个氨基酸序列存在于抗体的原始靶点中，也出现在所有其他蛋白质中。

Jonikas解释说：“我们假设这个氨基酸基序可能是一种信号，它可以将蛋白质靶向蛋白核，而我们所做的实验也支持这个假设。从其中一个含有基序的蛋白质中去掉该基序，使其不再定位于蛋白核，而将其添加到非蛋白核蛋白中，则使其定位于蛋白核。”

Moritz Meyer和他的同事发现这个基序与Rubisco结合。这就解释了蛋白核是如何形成的：它的组成蛋白在细胞中保持松散状态，直到它们撞上Rubisco并被困住。

Jonikas指出：“一些蛋白质并不仅仅局限于蛋白核基质，而是定位在基质和蛋白核的另外两个亚区，蛋白微管和淀粉鞘之间的界面。这可能使蛋白质自组织成复杂的蛋白结构。”

英国剑桥大学植物科学教授Howard Griffiths博士说：“这项研究代表了研究科学的一个极好的例子。”

Griffiths说：“他们使用了巧妙的实验操作来证明，一个共同的基序可以让特定的连接体形成Rubisco矩阵，并将其他关键元素锚定在类囊体小管和淀粉鞘的外围。总的来说，Meyer等人的报告对我们对蛋白核的形式和功能的理解做出了重大贡献，这对理解水生初级生产力和寻求将这种机制纳入陆生作物光合作用的方法提供了基础。”

原文检索：Assembly of the algal CO2-fixing organelle, the pyrenoid, is guided by a Rubisco-binding motif, Science Advances  11 Nov 2020:Vol. 6, no. 46, eabd2408, DOI: 10.1126/sciadv.abd2408

（生物通：伍松）