以光合微藻为底盘的生物质能源开发与利用是未来全球应对气候变化、保障能源安全的重要途径和措施之一。研究表明在强光照射下，光合生物的光系统II发生损伤，光合效率受到抑制，光抑制成为光能转化与利用的限制因素之一。因此，深度解析微藻光合系统在强光下的修复机制，发掘关键调控因子对于生物质产量的提高具有重要意义。

近日，西北大学付爱根教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“Immunophilin CYN28 is required for accumulation of photosystem II and thylakoid FtsH protease in Chlamydomonas”的研究论文，首次报道了一个定位于类囊体腔内的亲免蛋白CYN28参与衣藻抵御高光的分子机制。

亲免蛋白是进化上非常保守的蛋白家族。在高等植物和莱茵衣藻的叶绿体类囊体腔中存在着数目众多，且功能未知的亲免蛋白。本研究发现，莱茵衣藻CYN28敲除突变体具有典型的高光敏感表型，其光系统II积累减少，且光系统II在高光下的修复受损。体内和体外的生化实验表明，CYN28具有肽基脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性，并且保守位点第187位的精氨酸决定其酶活性，进而影响CYN28的生理功能。该团队进一步利用免疫共沉淀及蛋白质谱分析的手段鉴定到类囊体FtsH蛋白酶为CYN28的一个下游靶标，并证明FtsH N’端脯氨酸是CYN28的作用位点。CYN28的缺失或FtsH N’端脯氨酸的突变均会使得FtsH蛋白酶高光下的周转受损。类囊体膜FtsH是参与光系统II损伤修复的AAA家族蛋白酶之一。前期研究表明光合生物FtsH表达量降低的莱茵衣藻突变体同样具有类似的高光敏感表型，而过表达FtsH能够增强衣藻抵御强光的能力（Wang et al., 2017; Malnoë et al., 2014）。

综上所述，该研究揭示亲免蛋白CYN28通过影响光系统II的积累，以及通过参与FtsH高光下的周转进而协助光系统II的修复两种途径参与莱茵衣藻的高光抵御。

西北大学生命科学学院2019级硕士研究生伏伟涵为论文的第一作者，西北大学生命科学学院付爱根教授和王菲副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基因、陕西省科技厅、西北大学校级科研启动经费的资金支持。

参考文献：Malnoë A, Wang F, Girard-Bascou J, Wollman FA, de Vitry C. 2014. Thylakoid FtsH protease contributes to photosystem II and cytochrome b6f remodeling in Chlamydomonas reinhardtii under stress conditions. The Plant Cell. 26: 373-390.Wang F, Qi Y, Malnoë A, Choquet Y, Wollman FA, de Vitry C. 2017. The high light response of thylakoid FtsH protease in Chlamydomonas reinhardtii. Molecular Plant. 10: 99-114.
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac524