葉綠素是植物光合作用吸收和傳遞光能的最主要色素，葉綠素的生物合成途徑由一系列酶促反應(yīng)完成。谷氨酰-tRNA還原酶（GluTR）催化的NADPH對(duì)谷氨酰-tRNA的還原，是葉綠素合成途徑的第一個(gè)關(guān)鍵限速反應(yīng)。因此，GluTR的結(jié)構(gòu)與功能研究對(duì)揭示葉綠素合成的調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要意義。
中國(guó)科學(xué)院植物研究所光生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉琳研究組解析了擬南芥的GluTR與其結(jié)合蛋白的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中GluTR處于活性狀態(tài)，反應(yīng)的產(chǎn)物釋放通道在結(jié)構(gòu)中得到清楚的展現(xiàn)。生化實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，GluTR的活性受到其結(jié)合蛋白的正調(diào)控。
研究澄清了國(guó)際上長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于GluTR的激活與調(diào)控方面的存疑，拓展了人們對(duì)GluTR調(diào)控多樣性的認(rèn)識(shí)，也為人們研究葉綠素合成調(diào)控提供了新線(xiàn)索。
研究結(jié)果近日在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）以Crystal Structure of Arabidopsis Glutamyl-tRNA Reductase in Complex with Its Stimulator Protein 為題在線(xiàn)發(fā)表（doi: 10.1073/pnas.1400166111）。研究組博士研究生趙愛(ài)國(guó)、房瑩為共同第一作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部以及中科院的資助。
GluTR-GluBP 復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)及其調(diào)控模型。（A）GluTR-GluBP復(fù)合物結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖與俯視圖；（B）GluTR與谷氨酰-tRNA的結(jié)合示意圖；（C）GluTR催化反應(yīng)機(jī)理模型。
