2024年2月29日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究团队和华中农业大学周菲研究团队合作在Cell 在线发表题为Cryo-EM structures of the plant plastid-encoded RNA polymerase的研究论文。
叶绿体是真核藻类和植物细胞质中负责光合作用的绿色质体。质体编码RNA聚合酶(PEP)在叶绿体原质体生物发生过程中起着重要作用,是成熟叶绿体中主要的RNA聚合酶。以PEP为中心的转录装置包括一个细菌来源的PEP核心和在细胞核中编码的十多个真核来源的PEP相关蛋白(PAPs)。
该研究解析了叶绿体RNA聚合酶PEP复合物和PEP转录延伸复合物的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了叶绿体基因转录机器的亚基组成、亚基组装方式、特殊功能和功能适应性演化,并为进一步研究叶绿体中转录调控的机制和功能提供了结构基础。
该研究显示PEP核心采用细菌RNAP的典型折叠。15个PAPs结合在PEP核心的外围,促进PEP-PAPs超复合物的组装,保护复合物免受氧化损伤,并可能将基因转录与RNA加工偶联。该研究结果报道了叶绿体转录装置的高分辨率结构,为叶绿体转录调控的机制和功能研究提供了结构基础。