How to build a protein factory? Linking structure and function of the plant endoplasmic reticulum
如何建造蛋白质工厂?
基本信息
- 批准号:BB/X006417/1
- 负责人:
- 金额:$ 51.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A great proportion of the planet's food supply for proteins and carbohydrates is produced, processed and transported through the plant secretory pathway. The endoplasmic reticulum (ER) forms the first compartment in the secretory pathway and is a major factory for protein and lipid synthesis, assembly, quality control, and export. The ER can also be used to produce molecules important for industry such as antibodies, therapeutics and valuable chemicals. Therefore, biotechnologically the ER has great potential for the development of strategies to manipulate or increase plant productivity. The ER forms a highly dynamic network composed of two morphologically distinct domains: sheets and tubules, which are joined at 3-way junctions to create a loose polygonal structure. The morphology of sheets and tubules has been related to different functional properties. Though both structures are present in all eukaryotic cells, the proportion of each ER structure varies between cells and species which could potentially be linked to the underlying cellular processes and the protein secretion requirements. For example, secretory cells, such as pancreatic and salivary glands, display a higher proportion of sheets. In plants two classes of proteins, reticulon and Lunapark proteins can change the ER network morphology in favour of tubules or sheets, respectively. This project will link structure of the plant ER with ER productivity in terms of protein production and transport.For this, we will change ER structure using ER-shaping proteins and analyse the impact of specific ER structural features such as more tubules or sheets or changes in the movement of the ER on protein production and transport.This is an exciting project as the in-depth knowledge about ER structure and productivity will enable sustainable agricultural production of plants to cater for the planet's increasing food demands and climate change issues. The underlying mechanisms and regulations as well as the possibilities of biotechnological applications of this system will in future inform research areas such as biofuel, plant nutritional composition and pest control, biomarkers and diagnostics.
地球上蛋白质和碳水化合物的很大一部分食物供应是通过植物分泌途径生产、加工和运输的。内质网(ER)构成了分泌途径的第一个隔室,是蛋白质和脂肪合成、组装、质量控制和输出的主要工厂。ER还可以用来生产对工业重要的分子,如抗体、治疗和有价值的化学品。因此,在生物技术方面,ER在制定操纵或提高植物生产力的策略方面具有巨大的潜力。内质网形成一个高度动态的网络,由两个在形态上不同的结构域组成:片状和微管,它们在三向连接处连接在一起,形成一个疏松的多边结构。片状物和管状物的形态与不同的功能性质有关。虽然这两种结构都存在于所有真核细胞中,但每种内质网结构的比例在细胞和物种之间存在差异,这可能与潜在的细胞过程和蛋白质分泌需求有关。例如,分泌细胞,如胰腺和唾液腺,显示较高比例的床单。在植物中,两类蛋白质,网状蛋白和卢纳帕克蛋白分别可以改变ER网络的形态,有利于管状或片状。这个项目将在蛋白质生产和运输方面将植物ER的结构与ER生产力联系起来。为此,我们将使用ER成形蛋白质来改变ER结构,并分析特定的ER结构特征,如更多的管状或片状或ER运动的变化对蛋白质生产和运输的影响。这是一个令人兴奋的项目,因为对ER结构和生产力的深入了解将使植物的可持续农业生产能够满足地球日益增长的粮食需求和气候变化问题。该系统的基本机制和规则以及生物技术应用的可能性将在未来为生物燃料、植物营养成分和病虫害防治、生物标记物和诊断等研究领域提供信息。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Keep in contact: multiple roles of endoplasmic reticulum-membrane contact sites and the organelle interaction network in plants.
保持接触:植物中内质网-膜接触位点和细胞器相互作用网络的多重作用。
- DOI:10.1111/nph.18745
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang P
- 通讯作者:Wang P
Recombinant expression and subcellular targeting of the particulate methane monooxygenase (pMMO) protein components in plants.
- DOI:10.1038/s41598-023-42224-9
- 发表时间:2023-09-15
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:
- 通讯作者:
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