蓝藻核糖体相关蛋白基因的缺失影响碳/氮代谢

与其在结构和调控方面的重要功能——例如在蓝藻代谢中的作用——形成对比的是，编码小蛋白的基因往往缺乏充分表征。蓝藻利用产氧光合作用产生的还原当量和能量，将无机碳（Ci）转化为有机碳化合物，并将无机氮源转化为有机氮化合物。因此，在蓝藻中，碳和氮的同化与代谢在多个层面上受到协调调控。本文分析了聚球藻 Synechocystis sp. PCC 6803 中编码一个由55个氨基酸组成蛋白的基因 ssr3189。在665个蓝藻基因组中检测到了其直系同源物，并在同源基因簇数据库（Database of Clusters of Orthologous Genes）中定义为 COG5794。若干真核藻类中的同源物表明，Ssr3189 是一种起源于蓝藻的重要蛋白，在内共生之后于藻类中得以保留，但在植物中已经丢失。多核苷酸激酶实验验证了 Ssr3189 是一种 RNA 结合蛋白。ssr3189 的缺失导致色素积累降低、生长延迟，以及编码氮和 Ci 转运蛋白及代谢酶的基因表达发生改变。代谢组学分析显示，与野生型相比，缺失突变体中谷氨酰胺和三羧酸循环中间体显著过量积累，同时氨基酸和有机酸库也存在进一步差异。共免疫沉淀分析表明，核糖体蛋白 S21、烯醇化酶和 Cas6-1 内切核糖核酸酶是共富集最显著的蛋白，此外还包括所有其他核糖体蛋白以及一小组代谢酶。这些发现与 ssr3189 编码核糖体相关蛋白 cS24 的观察结果一致，并提示其将翻译过程与代谢调控以及潜在的 RNA 降解联系起来。

与其在结构和调控方面的重要功能（例如在蓝细菌代谢中的作用）形成对比的是，编码小蛋白的基因往往尚未得到充分表征。蓝细菌利用产氧光合作用产生的还原当量和能量，将无机碳（Ci）转化为有机碳化合物，并将无机氮源转化为有机含氮化合物。因此，在蓝细菌中，碳和氮的同化与代谢在多个层面上受到协调调控。在此，我们分析了聚球藻属 Synechocystis sp. PCC 6803 中编码一个由55个氨基酸组成蛋白的基因 ssr3189。在665个蓝细菌基因组中检测到了其直系同源物，并在直系同源基因簇数据库中界定为 COG5794。若干真核藻类中的同源物表明，Ssr3189 是一种起源于蓝细菌的重要蛋白，在内共生之后被藻类保留，但在植物中丢失。多核苷酸激酶实验验证了 Ssr3189 为一种 RNA 结合蛋白。ssr3189 的缺失导致色素含量降低、生长延迟，以及编码氮和 Ci 转运蛋白及代谢酶的基因表达发生改变。代谢组学分析显示，与野生型相比，缺失突变体中谷氨酰胺和三羧酸循环中间产物显著过量积累，并且氨基酸和有机酸库也存在进一步差异。共免疫沉淀分析表明，核糖体蛋白 S21、烯醇化酶和 Cas6-1 核糖核酸内切酶是富集最显著的共沉淀蛋白，同时还包括所有其他核糖体蛋白及一小组代谢酶。这些发现与 ssr3189 编码核糖体相关蛋白 cS24 的观察结果一致，并提示其可将翻译过程与代谢调控以及潜在的 RNA 降解联系起来。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.743958v1?rss=1

🏷️ 蓝藻 核糖体相关蛋白 RNA结合蛋白 碳氮代谢 基因缺失 代谢调控