叶绿素降解在维生素E和维生素K生物合成中的作用

文摘   2024-06-08 09:01   浙江  


近日,来德国波恩大学的Jill Romer和他的同事The Plant Cell在线发表了题为Tocopherol and phylloquinone biosynthesis in chloroplasts requires the phytol kinase VITAMIN E PATHWAY GENE5 (VTE5) and the farnesol kinase (FOLK)的研究论文,他们研究了拟南芥中维生素E(tocopherol)和维生素K(phylloquinone)合成中脂质植基侧链的来源。


01

背景回顾


拟南芥叶绿体中的类异戊二烯脂类包括叶绿素、类胡萝卜素、维生素E和维生素K。它们的生物合成依赖于类异戊二烯前体牻牛儿基牻牛儿基二磷酸(geranylgeranyl-diphosphate)和植基二磷酸(phytyl-diphosphate)。牻牛儿基牻牛儿基部分可首先并入叶绿素中,在叶绿素中被还原为植基并随后水解。叶绿醇激酶(VTE5)磷酸化叶绿醇(Phytol),而叶绿醇磷酸激酶(VTE6)产生植基二磷酸,用于维生素E和维生素K的合成。拟南芥的vte5突变体含有较少的维生素E,而vte6突变体缺乏维生素E和维生素K。


02

科学问题


为什么维生素E和维生素K的合成不同程度地依赖于叶绿醇激酶(VTE5)的作用?还有其他激酶参与叶绿醇磷酸化吗?


03

研究发现


拟南芥含有一个VTE5的同源蛋白,FOLK(法尼醇激酶),它参与法尼醇磷酸化。我们在这里发现FOLK也磷酸化叶绿醇。vte5 folk双突变体完全缺乏维生素E,但它仍然积累了残留的维生素K。在vte5突变体中,叶绿素和类胡萝卜素的含量没有受到影响。FOLK的异位表达部分回补了vte5中的维生素E缺乏。因此,VTE5和FOLK对于为维生素E合成提供叶绿醇的磷酸基团是必不可少的,但在维生素K合成过程中存在其他途径来提供植基。


04

展望未来


需要进一步的研究来阐明不同途径对牻牛儿基牻牛儿醇和叶绿醇代谢对叶绿体中类异戊二烯脂合成的贡献。


参考文献:

Jill Romer, Katharina Gutbrod, Antonia Schuppener, Michael Melzer, Stefanie J Müller-Schüssele, Andreas J Meyer, Peter Dörmann, Tocopherol and phylloquinone biosynthesis in chloroplasts requires the phytol kinase VITAMIN E PATHWAY GENE5 (VTE5) and the farnesol kinase (FOLK), The Plant Cell, Volume 36, Issue 4, April 2024, Pages 1140–1158, https://doi.org/10.1093/plcell/koad316



原文:J. Romer, K. Gutbrod and P. Dörmann

译者:Yuanlong Liu, TPC Assistant Features Editor

编辑:Xiaowen Shi, TPC Special Content Editor


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ThePlantCell
The Plant Cell, published by ASPB, reports novel research of special significance in plant biology.
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