邢维满研究组合作发现拟南芥CRL蛋白结合光敏色素配体PΦB

四吡咯是自然界中存量最大、分布最广的一类色素，它不但让各种生命体染上颜色，而且也是几乎所有生物都是必需的。四吡咯色素具有多种多样的功能，包括参与光合作用和呼吸作用，以及作为信号分子调控各种生理生化反应。在蓝藻中，藻胆体亚基结合四吡咯分子藻胆色素负责光合作用捕光，而藻胆蛋白裂合酶负责催化藻胆蛋白和藻胆色素的共价连接。而在拟南芥中有专门的捕光复合体，不再需要藻胆体捕光，但是拟南芥中却存在一个与藻胆蛋白裂合酶的同源蛋白CRL，定位于叶绿体外膜。 CRL突变会导致叶面边缘不规则卷曲，叶绿体数量变少但体积增大，细胞周期紊乱，并且在细胞分裂方向、细胞分化和植物整体发育方面显示异常。 由于在叶绿体中具有不同的定位，推测 CRL 其祖先CpcT裂合酶具有不同功能，但是具体的功能仍不清楚。 今年9月，The plant journal期刊在线发表了邢维满研究组与上海植物逆境生物学研究中心Chanhong Kim 课题组合作的“The Arabidopsis CRUMPLED LEAF protein, a homolog of the cyanobacterial bilin lyase, retains the bilin-binding pocket for a yet unknown function”研究论文。该研究工作解析了拟南芥CRL蛋白的结构，为10个ß折叠片层构成的ß折叠桶，形成二聚体（左图），保留了藻胆素结合口袋。 结合生化实验及体内实验发现CRL能结合光敏色素配体-四吡咯分子PΦB，通过点突变的方法鉴定了CRL蛋白参与二聚体形成和结合胆色素的氨基酸位点（右图），并且发现二聚体状态对结合PΦB是必需的。 在拟南芥中PΦB分子结合光敏色素，参与红光和远红光响应, 在光形态建成过程中及光信号转导过程中发挥重要功能。我们的发现为进一步研究AtCRL蛋白的功能提供了新思路。