水生所揭示三角褐指藻质体中的脂质代谢网络
三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)作为硅藻研究最常用的模式种,具有较高的光合作用效率,富含中性脂(主要是甘油三酯,TAG能合成大量的二十碳五烯酸(),EPA展现了更广阔的应用前景。可在户外进行开放式大规模养殖,)和岩藻黄素,三角褐指藻已获批进入星空体育彩票访问入口饲料原料目录,极具开发价值。目前,
作为异鞭藻门(heterokonta)的种类,三角褐指藻属于二次内共生生物,其叶绿体(通常称为质体)具有四层膜。从外至内分别为,叶绿体内质网膜(cERM,,,
尤其是质体外膜与核膜交联且与线粒体紧密接触,由于硅藻质体的特殊结构,然而,导致无法分离获得纯的质体,进而难以全面解析硅藻质体的功能。近日,星空体育彩票访问入口胡晗华研究员课题组利用改进的Percoll密度梯度离心技术从三角褐指藻中分离出了高纯度的质体,并从中鉴定出了2850个蛋白质。实际上基于得到的质体蛋白质数据,他们重构了三角褐指藻质体的代谢网络。发现硅藻质体具有完整的糖酵解路径、ED途径(Entner-Doudoroff pathway,糖酵解替代途径)及脂质合成和分解代谢路径等。
所有磷酸甘油酯(磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸)都只在内质网合成。在植物和绿藻的细胞中,除磷脂酰甘油能在内质网和叶绿体中合成外,众所周知,糖基甘油酯,,,TAG的合成都限定在具有四层膜的质体中进行,其中TAG也可发生在最外层的的合成既可发生在质体内,cERM。
三角褐指藻细胞长链酰基辅酶研究还发现,A的合成、脂肪酸的延伸和去饱和等均在质体中进行。研究人员进一步利用荧光蛋白标记技术,确定了近30个与脂类代谢相关蛋白质在质体中的精确定位,发现C16:1脂肪酸至C16:4脂肪酸系列去饱和反应发生在叶绿体外膜,而C18:1脂肪酸至C20:5脂肪酸的所有反应在cERM上进行。研究结果为理性设计三角褐指藻的脂质合成提供了理论基础。
本研究是在胡晗华研究员主持的星空体育彩票访问入口自然科学基金(42376131和91751117)和星空体育彩票访问入口国际合作局国际伙伴计划(075GJHZ2022014MI)等项目的资助下完成。一般来说相关研究成果以“Proteomes reveal the lipid metabolic network in the complex plastid of Phaeodactylum tricornutum”为题发表在The Plant Journal杂志上,文章链接为https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16477 。

三角褐指藻脂质代谢网络模式图

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