解析植物叶绿体活性氧感受器的作用方式和植物光损伤调控的基本机制
批准号:
31871397
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
Chanhong Kim
依托单位:
学科分类:
C0702.细胞信号转导
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
Keun Pyo Lee、Vivek Dogra、段建丽、李明月、张思远
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
目前,许多研究表明植物叶绿体具有“环境感受器”的功能。既叶绿体可以感知环境变化并转变为各种化学信号,而这些化学信号激活叶绿体向细胞核的逆行信号通路调节细胞内稳态,使植物适应多变的环境。而叶绿体合成的单线氧是我们主要研究化学信号。光合器官发生的光损伤是限制农作物产量的主要原因之一,而单线氧被认为参与了光损伤过程。有证据表明单线氧也可以激活逆行信号通路,并引起包括环境适应、生长抑制和细胞死亡等多种生理反应。拟南芥flu突变体在经历暗光转变后可产生单线氧,通过对flu的遗传筛选,我们发现核编码叶绿体蛋白EXECUTER1(EX1)调控单线氧信号。我们的最新研究显示FtsH2金属蛋白酶水解EX1是单线氧信号的一个重要的部分。我们发现EX1通过转录后修饰被单线氧氧化,进而激活了单线氧信号通路。我们将通过研究氧化翻译后修饰和单线氧信号的生物学联系,探究EX1蛋白作为潜在单线氧感受器的作用方式。
英文摘要
Growing body of evidence suggests that chloroplasts act as environmental sensors that translate environmental fluctuations into various forms of chemical signals. These distinct forms of chemical languages appear to activate chloroplasts-to-nucleus retrograde signaling to readjust intracellular homeostasis under changing environment. Among those distinct signaling molecules, our research mainly focuses on chloroplast-generated reactive oxygen species (ROS), particularly singlet oxygen (1O2). 1O2 has long been implicated in photodamage of photosynthetic apparatus, which is one of the major constraints of crop production. However, multiple lines of evidence strongly suggest that 1O2 involves in retrograde signaling pathway, which primes a wide range of physiological responses including acclimation, growth inhibition and cell death. An unbiased genetic screen using Arabidopsis conditional flu mutant that generates 1O2 upon a dark-to-light shift reveals that a nuclear-encoded plastid protein EXECUTER1 (EX1) mediates 1O2 signaling. We previously showed that in response to 1O2, a rapid proteolysis of EX1 via plastid FtsH2 metalloprotease is an integral part of 1O2 signaling (Wang et al., 2016, PNAS; Dogra et al., 2017, Front Plant Sci). We now found that oxidative post-translational modification (Oxi-PTM) of EX1 by 1O2 is essential in instigating 1O2 signaling. The biological relevance of this Oxi-PTM will be further investigated in order to gain insight into the mode of action of this putative 1O2 sensor EX1.
光合作用产生的单线态氧(1O2)与叶绿体到细胞核的逆行信号传递密切相关。我们的研究旨在揭示潜在的1O2传感器蛋白EXECUTER1(EX1)和EX2如何感知临界水平的1O2并将活性氧(ROS)信号传递到细胞核的机制。我们发现,1O2介导的EX1的氧化翻译后修饰以及FtsH蛋白酶对EX1的降解是启动1O2衍生信号传递的关键。具体来说,EX1的DUF3506结构域的第643位色氨酸(Trp643)残基容易被1O2氧化。用对1O2不敏感的氨基酸取代Trp643以及敲除DUF3506结构域都能维持EX1的稳定性并阻碍EX1介导的1O2信号传递。我们还发现,EX1的类似物EX2的第530位色氨酸(Trp530)也会发生依赖于1O2的氧化,这一过程通过减缓EX1-Trp643的氧化以及后续的EX1降解而减弱1O2信号传导。有趣的是,系统发育分析表明EX2的出现可能是为了减弱EX1对1O2的敏感性。总之,我们的研究表明,EX2通过其自身的1O2依赖性氧化来充当EX1信号体的负向调节器,为EX1介导的1O2信号的调节提供了一个新的机制性见解。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
FATTY ACID DESATURASE5 Is Required to Induce Autoimmune Responses in Gigantic Chloroplast Mutants of Arabidopsis
拟南芥巨型叶绿体突变体需要脂肪酸去饱和酶5诱导自身免疫反应
DOI:10.1105/tpc.20.00016
发表时间:2020-10-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Li, Bingqi;Fang, Jun;Kim, Chanhong
通讯作者:Kim, Chanhong
The Arabidopsis CRUMPLED LEAF protein, a homolog of the cyanobacterial bilin lyase, retains the bilin-binding pocket for a yet unknown function
拟南芥皱叶蛋白是蓝细菌胆素裂解酶的同源物,保留了胆素结合袋,但功能尚不清楚
DOI:10.1111/tpj.14974
发表时间:2020-09-21
期刊:PLANT JOURNAL
影响因子:7.2
作者:Wang,Fangfang;Fang,Jun;Kim,Chanhong
通讯作者:Kim,Chanhong
N-Terminal Acetylation Stabilizes SIGMA FACTOR BINDING PROTEIN1 Involved in Salicylic Acid-Primed Cell Death1[CC-BY]
N 末端乙酰化可稳定参与水杨酸引发的细胞死亡的 SIGMA 因子结合蛋白 1[CC-BY]
DOI:10.1104/pp.19.01417
发表时间:2020-05-01
期刊:PLANT PHYSIOLOGY
影响因子:7.4
作者:Li, Zihao;Dogra, Vivek;Kim, Chanhong
通讯作者:Kim, Chanhong
PLANT NATRIURETIC PEPTIDE A and Its Putative Receptor PNP-R2 Antagonize Salicylic Acid-Mediated Signaling and Cell Death
植物利尿钠肽 A 及其推定受体 PNP-R2 拮抗水杨酸介导的信号传导和细胞死亡
DOI:10.1105/tpc.20.00018
发表时间:2020-07-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Lee, Keun Pyo;Liu, Kaiwei;Kim, Chanhong
通讯作者:Kim, Chanhong
TIC236 gain-of-function mutations unveil the link between plastid division and plastid protein import.
TIC236功能获得突变揭示了质体分裂和质体蛋白输入之间的联系
DOI:10.1073/pnas.2123353119
发表时间:2022-03-15
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
影响因子:11.1
作者:Fang J;Li B;Chen LJ;Dogra V;Luo S;Wu W;Wang P;Hwang I;Li HM;Kim C
通讯作者:Kim C
FtsH2金属蛋白酶的氧化修饰:探究光系统II质量控制的关键分子事件
- 批准号:32370249
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.00万元
- 批准年份:2023
- 负责人:Chanhong Kim
- 依托单位:
水杨酸诱导的甲基腺苷(m6A)表观修饰转录组学研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:Chanhong Kim
- 依托单位:
水杨酸诱导的甲基腺苷(m6A)表观修饰转录组学研究
- 批准号:32170309
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.00万元
- 批准年份:2021
- 负责人:Chanhong Kim
- 依托单位:
解析在应对环境胁迫时叶绿体作为感应器和触发器的新兴角色
- 批准号:31570264
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:Chanhong Kim
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


