The plastid-encoded protein Orf2971 is required for protein translocation and chloroplast quality control.
The plastid-encoded protein Orf2971 is required for protein translocation and chloroplast quality control.
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质体编码蛋白 Orf2971 是蛋白质易位和叶绿体质量控制所必需的
DOI：
10.1093/plcell/koac180
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发表时间：
2022-08-25
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光合作用和许多重要代谢物的生物合成发生在叶绿体中。在这些半自主细胞器中，叶绿体基因组编码大约 100 种蛋白质。其余的叶绿体蛋白接近 3,000 个，由核基因编码，其产物在细胞质中翻译并输入叶绿体。然而，对于蛋白质输入机制（包括其运动蛋白）的组成以及新输入的叶绿体蛋白如何重折叠仍没有达成共识。在这项研究中，我们检查了莱茵衣藻最大的叶绿体基因 orf2971 的功能。 Orf2971 的耗尽会导致蛋白质前体的积累、蛋白质的部分蛋白水解和聚集、分子伴侣和蛋白酶的表达增加以及自噬。 Orf2971 与 TIC（内叶绿体包膜易位子）复合物相互作用，催化 ATP（三磷酸腺苷）水解，并与伴侣和伴侣蛋白结合。我们认为 Orf2971 与蛋白质输入机制密切相关，并在叶绿体蛋白质质量控制中发挥重要作用。 Orf2971 的抑制会诱导叶绿体前体蛋白的积累并损害叶绿体质量，表明 Orf2971 是蛋白质输入和叶绿体质量控制所必需的。
Photosynthesis and the biosynthesis of many important metabolites occur in chloroplasts. In these semi-autonomous organelles, the chloroplast genome encodes approximately 100 proteins. The remaining chloroplast proteins, close to 3,000, are encoded by nuclear genes whose products are translated in the cytosol and imported into chloroplasts. However, there is still no consensus on the composition of the protein import machinery including its motor proteins and on how newly imported chloroplast proteins are refolded. In this study, we have examined the function of orf2971, the largest chloroplast gene of Chlamydomonas reinhardtii. The depletion of Orf2971 causes the accumulation of protein precursors, partial proteolysis and aggregation of proteins, increased expression of chaperones and proteases, and autophagy. Orf2971 interacts with the TIC (translocon at the inner chloroplast envelope) complex, catalyzes ATP (adenosine triphosphate) hydrolysis, and associates with chaperones and chaperonins. We propose that Orf2971 is intimately connected to the protein import machinery and plays an important role in chloroplast protein quality control. Repression of Orf2971 induces accumulation of chloroplast precursor proteins and impaired chloroplast quality indicating that Orf2971 is required for protein import and chloroplast quality control.
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