Cell突破！张立新教授团队发现相分离驱动叶绿体内蛋白分选的新机制

       2020年3月12日，张立新教授研究团队（中国科学院植物研究所/河南大学生命科学学院）在Cell 发表了题为Liquid-Liquid Phase Transition Drives Intra-chloroplast Cargo Sorting的研究论文，首次提出并阐明了相分离驱动叶绿体内蛋白分选的新机制。该研究发现了位于叶绿体基质的关键蛋白转运分选因子STT1与STT2，阐明了双精氨酸依赖转运途径的底物识别、分选以及转运靶定到双精氨酸依赖转运途径的分子机制。

      STT1与STT2蛋白都包含N端的IDR (intrinsically disordered region) 结构域与C端的ankyrin repeat结构域。STT1与STT2能够依赖于ankyrin repeat结构域的相互作用形成一个椭圆球状异源二聚体结构，而STT1与STT2的IDR区域分别含有保守的WEEPD基序与LVP-W基序，负责识别底物信号肽的双精氨酸(RR)基序与疏水结构域（H domain）。研究表明，底物结合后会激活STT复合物进一步组装相分离形成浓缩的液滴。STT-底物相分离液滴协助底物穿过叶绿体基质从而靶定到类囊体膜。而Hcf106能够抑制STT的相分离从而释放底物，完成底物的正确运输与装配。这种方式可能既能确保底物折叠，同时保持底物信号肽的活性便于被下游Tatc/Hcf106通道识别。阻碍STT-Hcf106结合会阻断Tat底物的运输，影响植物光合作用从而导致植物致死的表型。

   因此，该研究提出并阐明了相分离驱动叶绿体内蛋白分选的新机制，推动了蛋白转运机理的进一步深入，揭示了相分离的重要生理意义，而且对于探讨叶绿体的生物发生、光合器官的建成和功能调节以及真核生物的起源和进化等都具有重要的意义。

       张立新教授为本文通讯作者，中国科学院植物研究所是第一作者单位，河南大学是通讯作者单位。该研究工作受到国家自然科学基金委、科技部、河南大学等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.045