6月27日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所上海植物逆境生物學(xué)研究中心Chanhong Kim研究組在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表了題為Oxidative post-translational modification of EXECUTER1 is required for singlet oxygen sensing in plastids 的研究論文，揭示了植物葉綠體中識(shí)別單線氧的分子機(jī)制。
　　葉綠體中游離四吡咯類化合物，如葉綠素，在吸收光能后產(chǎn)生的單線氧分子(1O2)一直被認(rèn)為是植物光合作用中產(chǎn)生的毒性副產(chǎn)物。但在2004年，Klaus Apel教授及其研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)1O2在葉綠體向細(xì)胞核的反向信號(hào)通路中起到重要作用，并在隨后的遺傳學(xué)研究中指出這一信號(hào)通路主要是由細(xì)胞核編碼的葉綠體蛋白EXECUTER1介導(dǎo)，由此確立了1O2在細(xì)胞信號(hào)通路中的重要意義，開(kāi)拓了活性氧分子介導(dǎo)的葉綠體向細(xì)胞核的反向信號(hào)通路研究的新思路。
　　但長(zhǎng)久以來(lái)，關(guān)于葉綠體中識(shí)別1O2的分子機(jī)制尚不明確。Chanhong Kim研究組綜合利用質(zhì)譜及遺傳學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)在EXECUTER1的643位色氨酸（Trp643）發(fā)生1O2特異性的翻譯后氧化修飾，對(duì)1O2識(shí)別起到重要作用（圖1）。Trp643位于EXECUTER1的未知功能結(jié)構(gòu)域DUF3506（現(xiàn)命名為SOS結(jié)構(gòu)域）中，氧化后的Trp643可以促進(jìn)FtsH蛋白酶體對(duì)EXECUTER1的降解，進(jìn)而完成1O2信號(hào)的傳遞。同時(shí)科研人員也指出識(shí)別1O2之后，EXECUTER1在被降解過(guò)程中可能釋放出向細(xì)胞核傳遞的信號(hào)分子，對(duì)這一信號(hào)分子的鑒定將會(huì)成為下一步的研究方向。
　　分子植物卓越中心上海植物逆境生物學(xué)研究中心Vivek Dogra、李明月和Somesh Singh為該論文的共同第一作者，Chanhong Kim為該論文的通訊作者。該研究受到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)研究基金等的支持。
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　　圖：EX1介導(dǎo)1O2信號(hào)通路。游離四吡咯類化合物，如葉綠素，在吸收光能后產(chǎn)生的單線氧分子(1O2)。1O2可以氧化EX1 SOS結(jié)構(gòu)域(即DUF3506結(jié)構(gòu)域)中643位的色氨酸。氧化后的EX1及其復(fù)合物被FtsH蛋白酶體識(shí)別并降解，是1O2信號(hào)得以被識(shí)別并進(jìn)一步傳遞的先決條件。EX1在被降解過(guò)程中可能釋放出向細(xì)胞核傳遞的信號(hào)分子，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞核中1O2特異性基因的表達(dá)，完成由葉綠體向細(xì)胞核的反向信號(hào)傳導(dǎo)。