叶绿体蛋白输入马达在叶绿体的生物发生和稳态中起着关键作用，它驱动前体蛋白进入叶绿体。Ycf2-FtsHi复合物被确定为陆地植物中的叶绿体输入马达，但它在光合生物中的进化保守性、多样性和机制在很大程度上尚未被探索。
2024年8月27日，Cell在线发表了西湖大学特聘研究员闫浈为通讯作者题为Conservation and specialization of the Ycf2-FtsHi chloroplast protein import motor in green algae的研究论文。文章揭示了绿藻中Ycf2-FtsHi复合物在叶绿体蛋白输入过程中的重要作用，解析了其结构和组成，为理解叶绿体蛋白输入马达在不同物种中的保守性和多样性提供了重要见解。
Ycf2-FtsHi复合物的纯化过程、与前体蛋白的相互作用以及冷冻电镜结构的重建
研究团队通过基因编辑技术生成莱茵衣藻敲入菌株，从中分离并纯化出Ycf2-FtsHi复合物，确定其组成成分，包括Ycf2、Fhl1、Fhl3、Ctap1、Ctap6等5个马达组件和14个辅助组件。利用冷冻电镜技术确定了该复合物在无配体和与 ATP/AMPPNP 结合状态下的高分辨率结构，发现其具有独特特征，如马达模块倾斜、Ycf2结构特殊、ATP结合和水解特性以及与前体蛋白的相互作用等。探究了倾斜马达模块的锚定、具有酶样折叠的辅助组件的功能、Ycf2的支架作用、复合物的组装介导以及与CrTOC-TIC的潜在相互作用等。
Ycf2-FtsHi复合物的保守性和多样性
本研究揭示了CrYcf2-FtsHi复合物在绿藻中的保守性和特殊性，其与陆地植物中的 Ycf2-FtsHi复合物在功能上具有相似性，但在组成上存在差异。绿藻中Ycf2-FtsHi 复合物的独特结构和组成特征可能与其适应特定环境或执行特定生物学功能有关。对 Ycf2-FtsHi复合物的深入研究有助于理解叶绿体蛋白输入马达在不同物种中的进化保守性和多样性。
