01
背景回顾
植物暴露在不断变化的环境条件下，温差（例如寒流）会相对较快地发生。适应低温的一个关键机制是细胞器的膜蛋白质和脂质组成的重组，以保持膜的流动性和完整性。例如，在低温下，低温保护半乳糖脂越来越多地掺入膜中。这些脂质是通过叶绿体内的原核脂质生物合成途径产生的。因此，通常只有少量脂肪酸在低温下从质体中输出，并在内质网中用于通过真核脂质生物合成途径合成磷脂。
02
科学问题
在冷生长条件下，叶绿体脂肪酸输出蛋白 1 (FAX1) 的蛋白质丰度是否受膜丝氨酸蛋白酶 RHOMBOID-LIKE11 (RBL11) 调节？质体中不受管制的脂肪酸输出是否会影响拟南芥（Arabidopsis thaliana）的耐寒性和抗冻性？
03
研究发现
多项相互作用实验表明，FAX1 是膜蛋白酶 RBL11 的潜在底物，因此 FAX1 仅在寒冷条件下才会降解。对拟南芥 FAX1 过表达系和 rbl11 突变体的研究在分子水平上显示出相似的表型。与野生型植物相比，这包括强活性氧的产生以及脂质生物合成向真核途径的转变。与半乳糖脂相比，FAX1 过表达和 rbl11 功能丧失突变体会过量产生磷脂，这是由于质体中 FAX1 丰度高而导致脂肪酸输出不受管制。因此，FAX1 过表达株系和 rbl11 突变体表现出明显的寒冷和霜冻敏感性。总之，蛋白酶 RBL11 通过 FAX1 调节脂肪酸输出对于拟南芥正确适应寒冷生长条件至关重要。
04
展望未来
未来的研究需要验证 RBL11 是否直接降解 FAX1。研究翻译后修饰是否调节两种蛋白质的相互作用也将很有意义。
参考文献：
Annalisa John, Moritz Krämer, Martin Lehmann, Hans-Henning Kunz, Fayezeh Aarabi, Saleh Alseekh, Alisdair Fernie, Frederik Sommer, Michael Schroda, David Zimmer, Timo Mühlhaus, Helga Peisker, Katharina Gutbrod, Peter Dörmann, Jens Neunzig, Katrin Philippar, Horst Ekkehard Neuhaus, Degradation of FATTY ACID EXPORT PROTEIN1 by RHOMBOID-LIKE PROTEASE11 contributes to cold tolerance in Arabidopsis, The Plant Cell, Volume 36, Issue 5, May 2024, Pages 1937–1962, https://doi.org/10.1093/plcell/koae011
原文：Annalisa John (AJ) and Ekkehard Neuhaus (HEN)
译者：Hongwei Jing, TPC Assistant Features Editor
编辑：Xiaowen Shi, TPC Special Content Editor
