《AtKP1與VDAC互作線上粒體功能中的作用研究》是依託中國農業大學，由劉國琴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：AtKP1與VDAC互作線上粒體功能中的作用研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：劉國琴
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
線粒體是真核生物進行有氧呼吸、合成ATP的重要細胞器。申請人以往研究工作證明，植物特有的微管馬達動蛋白AtKP1特異定位於線粒體，AtKP1通過C-端尾區與線粒體外膜電壓依賴性陰離子通道蛋白VDAC發生互作，AtKP1突變體種子在低溫下表現出萌發強勢。本項目擬在以往工作基礎上，利用人工重組膜研究AtKP1對VDAC通道活性的調節作用；觀察AtKP1和VDAC的T-DNA插入突變體表型變化；分析AtKP1突變對線粒體ATP合成、轉運及產熱的影響規律；測定不同低溫條件下突變體和野生型植株中細胞色素氧化酶（COX）、交替氧化酶（AOX）、解偶聯蛋白（UCP）的轉錄水平及線粒體呼吸速率的變化。在細胞、生物化學和分子生物學水平研究AtKP1與VDAC互作線上粒體功能中的作用，對發現植物微管馬達蛋白新功能、深入揭示線粒體功能調節的分子機制具有重要的科學意義。
結題摘要
動蛋白是一類廣泛存在於真核細胞、依賴於微管骨架的馬達蛋白。在哺乳動物細胞中已經證明細胞骨架參與線粒體呼吸，但動蛋白與線粒體呼吸的關係一直不清楚。本課題證明一種植物特異的動蛋白（AtKP1）參與調節低溫萌發種子的細胞呼吸。利用體外生物化學方法和體內轉基因細胞檢測方法證明，擬南芥動蛋白AtKP1通過尾區與線粒體外膜蛋白電壓依賴性陰離子通道VDAC3特異互作而定位於線粒體；對有關突變體進行表型分析證實，atkp1和 vdac3具有相似表型，其種子在低溫（4°C）下萌發時均呈現出較高的種子萌發率和氧消耗，但ATP水平明顯降低；用呼吸抑制劑抑制線粒體的細胞色素氧化酶和抗氰呼吸途徑，結果證明突變體中這兩個呼吸途徑的平衡均被打破。本研究證明植物特有的動蛋白KP1藉助其尾區結構域與線粒體外膜蛋白VDAC3特異互作參與線粒體能量代謝調節，這對深刻揭示動蛋白的功能以及植物種子在低溫萌發環境中的呼吸調節機制具有重要科學意義。 為了進一步研究KP1對VDAC3的作用作用機制，本項目還構建了全長KP1蛋白KP1-FL以及一系列KP1 C端50 AA多肽片段：KP1-C888-937、KP1-C938-987、KP1-C988-1037、KP1-C1038-1087。實驗表明，KP1-C988-1037、KP1-C1038-1087可以通過VDAC3結合到線粒體上。同時對線粒體膜電位、ATP生成等一系列生理指標的測定顯示：KP1-C1038-1087通過與VDAC3的互作調控了線粒體膜電位的升高，這一升高的H+梯度驅動ATP合酶，使線粒體的ATP生成量提高。
