PNAS：植物所发现四吡咯合成酶参与RNA编辑新机制

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PNAS：植物所发现四吡咯合成酶参与RNA编辑新机制

  
PPO1与MORF蛋白互作对叶绿体RNA进行编辑。（A）拟南芥ppo1突变体表现型；（B）ppo1突变使NDH复合物亚基缺失；（C）PPO1与MORF蛋白相互作用；（D）PPO1不同突变对RNA编辑的影响。
四吡咯代谢途径广泛存在于动物、植物和微生物中，如人体内的血红素以及植物的叶绿素都经该途径合成，对包括呼吸作用和光合作用在内的生命活动具有不可缺少的作用。RNA编辑是真核生物的一种重要调控方式，可在基因序列不变的情况下产生蛋白质的多样性。之前，人们尚不清楚四吡咯代谢途径与RNA编辑两个迥然不同的过程之间存在的联系。
林荣呈研究组与中科院植物研究所及德国柏林洪堡大学科研人员合作，以模式植物拟南芥为研究对象，对四吡咯代谢途径中的原卟啉原氧化酶（PPO1）进行了深入研究。研究发现，编码PPO1的基因缺失使叶绿素含量明显降低，并且叶绿体内18个RNA编辑位点（已知共有34个位点）的编辑效率产生了不同程度的下降，从而导致参与光合作用循环电子传递的NDH复合物缺失及其功能丧失。科研人员通过分子生物学、生物化学和遗传学等手段进一步研究发现，PPO1能够通过其中22个氨基酸与叶绿体定位的MORF家族蛋白相互结合，起到稳定MORF蛋白的作用。而MORF蛋白又与能识别RNA编辑位点的特定PPR蛋白形成复合体，该复合体可以结合到需要编辑的RNA位点上，最终实现RNA编辑，意味着RNA编辑需要多种不同性质的蛋白协同来发挥作用。
研究首次发现四吡咯生物合成途径中的酶参与RNA编辑，不仅拓展了人们对四吡咯合成酶功能多样性的认识，而且揭示了RNA编辑机制的复杂性。研究同时暗示四吡咯合成酶在进化过程中既有保守的催化功能，又可衍生出其它的生物学功能。
1月13日，研究结果在《美国国家科学院院报》（PNAS）以Tetrapyrrole biosynthetic enzyme protoporphyrinogen IX oxidase 1 is required for plastid RNA editing为题，报道了植物四吡咯合成酶PPO1在核糖核酸（RNA）编辑中的新功能和作用机制。