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Retrograde Signaling and Photoprotection in a gun4 Mutant of Chlamydomonas reinhardtii

Molecular Plant 2012年第6期5卷 1242-1262页

作者： Cinzia Formighieri Mauro Ceol Giulia Bonente Jean-David Rochaix Roberto Bassi Dipartimento di Biotecnologie Universita di Verona Strada Le Grazie 15 1-37134 Verona Italy Departments of Molecular Biology and Plant Biology University of Geneva Sciences Ⅲ 30 Quai Ernest-Ansermet CH-1211 Geneva 4 Switzerland

gun4 is a regulatory subunit of Mg-chelatase involved in the control of tetrapyrrole synthesis in plants and cyanobacteria. Here, we report the first characterization of a gun4 insertion mutant of the unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii. The mutant contains 50% of chlorophyll as compared to wild-type and accumulates ProtolX. In contrast to the increase in LHCtranscription, the accumulation of most LHC proteins is drastically diminished, implying posttranscriptional down-regulation in the absence of transcriptional coordination. We found that 803 genes change their expression level in gun4 as compared to wild-type, by RNA-Seq, and this wide-ranging effect on transcription is apparent under physiological conditions. Besides LHCs, we identified transcripts encoding enzymes of the tetrapyrrole pathway and factors involved in signal transduction, transcription, and chromatin remodeling. Moreover, we observe perturbations in electron transport with a strongly decreased PSI-to-PSII ratio. This is accompanied by an enhanced activ- ity of the plastid terminal oxidase （PTOX） that could have a physiological role in decreasing photosystem II excitation pressure.

关键词： green algae Chlamydomonas genome uncoupled (gun) mutants gun4 retrograde signaling PTOX.

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水稻镁离子螯合酶调控蛋白gun4羧基末端的功能分析

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中国生物化学与分子生物学报 2014年第10期30卷 1017-1024页

作者：黄平罗韬周帅祥罗美中华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室武汉430070

植物叶绿素生物合成途径(镁分支)中的第一个酶是镁离子螯合酶,它由I(ChlI)、D(ChlD)和H(ChlH)三个亚基组成.各亚基不仅参与叶绿素的生物合成,而且还与叶绿体到细胞核的反向信号传导有关.gun4是一个卟啉结合蛋白,它能提高植物镁离子螯合... 详细信息

植物叶绿素生物合成途径(镁分支)中的第一个酶是镁离子螯合酶,它由I(ChlI)、D(ChlD)和H(ChlH)三个亚基组成.各亚基不仅参与叶绿素的生物合成,而且还与叶绿体到细胞核的反向信号传导有关.gun4是一个卟啉结合蛋白,它能提高植物镁离子螯合酶的活性,在缺乏gun4的条件下,镁离子螯合酶整个复合物非常不稳定,不足以开始催化反应.我们以前的研究发现,gun4的C末端几个氨基酸具有重要作用.在本文中,通过缺失突变,获得了C端缺失了8个氨基酸残基突变的gun4(gun4L).酵母双杂交与GST-pull down实验发现,gun4L仍能与H亚基相互作用,原核表达和纯化gun4L和镁离子螯合酶各亚基后,重组镁离子螯合酶的酶活分析证实,gun4L对镁离子螯合酶的活性失去了激活作用.

关键词： gun4 镁离子螯合酶酵母双杂交 GST-pull down

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水稻镁离子螯合酶调控蛋白gun4羧基末端的功能研究

水稻镁离子螯合酶调控蛋白GUN4羧基末端的功能研究

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作者：黄平华中农业大学

学位级别：硕士

在高等植物中,有四类四吡咯化合物,它们分别是：叶绿素(Chl)、血红素(Heme)、原血红素(Siroheme)、光敏色素(Phytochromobilin),它们在植物的很多生命活动中起着重要的作用。叶绿素是植物体内含量最丰富的四吡咯化合物,它对绿色植物的... 详细信息

在高等植物中,有四类四吡咯化合物,它们分别是：叶绿素(Chl)、血红素(Heme)、原血红素(Siroheme)、光敏色素(Phytochromobilin),它们在植物的很多生命活动中起着重要的作用。叶绿素是植物体内含量最丰富的四吡咯化合物,它对绿色植物的生长发育是必不可少的。叶绿素生物合成途径(镁分支)中的第一个酶是镁离子螯合酶,在依赖ATP的条件下催化将Mg2+插入原卟啉Ⅸ形成镁原卟啉Ⅸ,它由Ⅰ亚基、D亚基、H亚基组成,这些亚基除了形成复合物来行使镁离子螯合酶功能以外,还参与其他的代谢途径。gun4蛋白是一个卟啉结合蛋白,它能提高植物镁离子螯合酶的活性,我们以前的研究发现gun4羧基末端的几个氨基酸具有重要作用,而且这些氨基酸序列在高等植物中是保守的,而在蓝细菌中是不存在的,说明高等植物gun4蛋白可能有着特殊的调节方式。本课题着重于水稻gun4与镁离子螯合酶H亚基的体外互作研究以及镁离子螯合酶活性的分析,主要包括以下两个方面：首先我们采用缺失突变获得了缺失羧基末端8个氨基酸的gun4L,通过酵母双杂交实验、GST Pull-down实验,验证了gun4L与镁离子螯合酶的H亚基相互作用,说明Osgun4在缺失羧基末端氨基酸后与H亚基的结合没有受到影响。其次我们在体外表达并且纯化Osgun4与Osgun4L,分析它对镁离子螯合酶活性的影响,我们发现gun4L对镁离子螯合酶失去了激活作用。综上所述,Osgun4的羧基末端氨基酸缺失不会影响它与亚基的结合,但是却不能激活镁离子螯合酶的活性,本研究对进一步澄清镁离子螯合酶的作用机制,加深对多亚基酶促反应的理解,提供了帮助。

关键词：镁离子螯合酶 gun4 酵母双杂交 GST Pull-down

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