新型微藻蛋白xATPA的表征：一种与F型ATP合酶α亚基相关的蛋白，从生态系统到分子层面

微藻的代谢依赖于其叶绿体，并涉及由细胞核和质体基因组编码、具有不同进化起源的蛋白质。质体ATP合酶复合体是光合作用中的关键参与者，并已在植物中得到广泛研究。然而，尽管其他光合真核生物在海洋环境中具有重要意义，我们对其相关机制的认识仍然有限。 在此，我们报道了一种新型F型ATP合酶α亚基同源蛋白的表征，并将其命名为xATPA。该蛋白广泛存在于微藻中，但在其他光合生物中缺失。对xATPA序列及其预测结构的比较分析揭示了一个特异性特征——凸起结构域（bump domain），并强调其缺乏ATP结合位点。我们利用Tara Oceans的环境数据评估了xATPA在全球海洋中微藻中的分布情况，特别聚焦于硅藻，并证明其表达与极地夏季条件相关。 采用模式硅藻三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）的反向遗传学方法，我们表明Pt中的xATPA具有质体定位，且xATPA敲除突变体在低温、低盐和持续光照组合条件下表现出生长缺陷，这与环境分析结果一致。令人惊讶的是，RNA测序和生理学实验均提示xATPA并不参与ATP合酶功能。另一方面，体外实验表明xATPA可与其他F1 ATP合酶亚基发生相互作用，我们推测这会形成瞬时性的未组装复合物。 因此，本研究从环境到实验室，对一种新型蛋白开展了全面分析，并揭示了真核微藻质体生理过程中的一个新参与者。

微藻代谢依赖其叶绿体，并涉及由细胞核和质体基因组编码、具有多种进化起源的蛋白质。质体型ATP合酶复合体是光合作用中的关键组分，并已在植物中得到广泛研究。然而，尽管其他光合真核生物在海洋环境中具有重要意义，我们对其相关机制的认识仍然有限。

在此，我们报道了一种新型F型ATP合酶α亚基同源蛋白的表征，并将其命名为xATPA。该蛋白广泛存在于微藻中，但在其他光合生物中缺失。对xATPA序列及其预测结构的比较揭示了一个特异性特征——隆起结构域（bump domain），并突出了其缺乏ATP结合位点这一特点。我们利用Tara Oceans环境数据评估了xATPA在全球海洋中微藻中的分布情况，特别关注硅藻，并证明其表达与极地夏季环境条件相关。

采用模式硅藻三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）的反向遗传学方法，我们表明xATPAPt定位于质体中，且xATPA敲除突变体在低温、低盐和持续光照组合条件下表现出生长缺陷，这与环境分析结果一致。令人惊讶的是，RNA测序和生理学实验均表明，xATPA并不参与ATP合酶功能。另一方面，xATPA在体外可与其他F1 ATP合酶亚基发生相互作用，我们据此推测其可形成瞬时性的未组装复合物。因此，本研究从环境到实验室对一种新型蛋白进行了全面分析，并揭示了真核微藻质体生理中的一个新参与者。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.737214v1?rss=1

🏷️ 微藻 叶绿体 ATP合酶 硅藻 逆向遗传学 环境适应