叶绿体分裂装置中ARC6与PDV2复合物的结构与功能研究

摘要

叶绿体起源于蓝藻细胞内共生，至今仍像一个独立个体一样进行分裂。叶绿体通过二分法进行分裂，位于叶绿体基质侧内包膜(IEM)上的FtsZ环与位于叶绿体细胞溶质侧外包膜(OEM)上的ARC5环同时收缩挤压最终共同完成这一分裂过程。而位于IEM上的ARC6蛋白与位于OEM上的PDV2蛋白在内外包膜间隙(IMS)间的相互作用实现了FtsZ环与ARC5环之间的连接与协作。遗憾的是，ARC6与PDV2之间协同作用的机理至目前为止研究的还不够清晰。
　　在这篇论文里，我们将ARC6与PDV2两个蛋白通过一段灵活的肽链相融合，并对融合蛋白进行了表达、纯化、晶体筛选以及后期获得晶体后的晶体优化，通过这一系列工作最终获得了高质量的复合物晶体结构，成功解析IMS区域内ARC6-PDV2复合物的晶体结构。从结构上我们发现，PDV2的C末端巧妙地嵌入了ARC6所形成的口袋型区域，这种结合方式就像一把钥匙插入到锁里一样，与此同时，我们进一步发现PDV2的结合诱导ARC6二聚体的形成。pdv2突变体植株削弱了PDV2诱导ARC6形成二聚体而导致植物细胞内ARC6环出现形态学异常，并进一步给叶绿体分裂带来负面影响。
　　综合前述，本论文的研究揭示了PDV2引起的ARC6二聚在叶绿体分裂过程中有着至关重要的作用，同时提出了一种内外协同作用下的质体分裂机制。