How to build a protein factory? Linking structure and function of the plant endoplasmic reticulum
如何建造蛋白质工厂?
基本信息
- 批准号:BB/X006417/1
- 负责人:
- 金额:$ 51.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A great proportion of the planet's food supply for proteins and carbohydrates is produced, processed and transported through the plant secretory pathway. The endoplasmic reticulum (ER) forms the first compartment in the secretory pathway and is a major factory for protein and lipid synthesis, assembly, quality control, and export. The ER can also be used to produce molecules important for industry such as antibodies, therapeutics and valuable chemicals. Therefore, biotechnologically the ER has great potential for the development of strategies to manipulate or increase plant productivity. The ER forms a highly dynamic network composed of two morphologically distinct domains: sheets and tubules, which are joined at 3-way junctions to create a loose polygonal structure. The morphology of sheets and tubules has been related to different functional properties. Though both structures are present in all eukaryotic cells, the proportion of each ER structure varies between cells and species which could potentially be linked to the underlying cellular processes and the protein secretion requirements. For example, secretory cells, such as pancreatic and salivary glands, display a higher proportion of sheets. In plants two classes of proteins, reticulon and Lunapark proteins can change the ER network morphology in favour of tubules or sheets, respectively. This project will link structure of the plant ER with ER productivity in terms of protein production and transport.For this, we will change ER structure using ER-shaping proteins and analyse the impact of specific ER structural features such as more tubules or sheets or changes in the movement of the ER on protein production and transport.This is an exciting project as the in-depth knowledge about ER structure and productivity will enable sustainable agricultural production of plants to cater for the planet's increasing food demands and climate change issues. The underlying mechanisms and regulations as well as the possibilities of biotechnological applications of this system will in future inform research areas such as biofuel, plant nutritional composition and pest control, biomarkers and diagnostics.
地球上的蛋白质和碳水化合物食物供应的很大一部分是通过植物分泌途径生产、加工和运输的。内质网 (ER) 形成分泌途径中的第一个区室,是蛋白质和脂质合成、组装、质量控制和输出的主要工厂。 ER 还可用于生产对工业重要的分子,如抗体、治疗药物和有价值的化学品。因此,从生物技术角度来看,ER 在开发操纵或提高植物生产力的策略方面具有巨大潜力。内质网形成一个高度动态的网络,由两个形态不同的域组成:片层和小管,它们在三路连接处连接起来,形成松散的多边形结构。片状和管状的形态与不同的功能特性相关。尽管这两种结构都存在于所有真核细胞中,但每种 ER 结构的比例在细胞和物种之间有所不同,这可能与潜在的细胞过程和蛋白质分泌需求有关。例如,分泌细胞,如胰腺和唾液腺,显示出更高比例的片层。在植物中,两类蛋白质,reticulon 和 Lunapark 蛋白质可以分别改变 ER 网络形态,有利于管状或片状。该项目将在蛋白质生产和运输方面将植物内质网的结构与内质网生产力联系起来。为此,我们将使用内质网塑造蛋白改变内质网结构,并分析特定内质网结构特征的影响,例如更多的小管或片材或变化这是一个令人兴奋的项目,因为对 ER 结构和生产力的深入了解将使植物的可持续农业生产能够满足地球日益增长的粮食需求和气候变化问题。该系统的基本机制和规定以及生物技术应用的可能性将为未来的研究领域提供信息,例如生物燃料、植物营养成分和害虫控制、生物标志物和诊断。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Recombinant expression and subcellular targeting of the particulate methane monooxygenase (pMMO) protein components in plants.
植物中颗粒甲烷单加氧酶 (pMMO) 蛋白组分的重组表达和亚细胞靶向。
- DOI:http://dx.10.1038/s41598-023-42224-9
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Spatola Rossi T
- 通讯作者:Spatola Rossi T
intER-ACTINg: The structure and dynamics of ER and actin are interlinked.
相互作用:ER 和肌动蛋白的结构和动力学是相互关联的。
- DOI:http://dx.10.1111/jmi.13139
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:2
- 作者:Pain C
- 通讯作者:Pain C
Characterization of intracellular membrane structures derived from a massive expansion of endoplasmic reticulum (ER) membrane due to synthetic ER-membrane-resident polyproteins
合成内质网 (ER) 膜驻留多蛋白导致的细胞内膜结构的表征
- DOI:http://dx.10.1093/jxb/erad364
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:6.9
- 作者:Sandor A
- 通讯作者:Sandor A
In Depth Topological Analysis of Arabidopsis Mid-SUN Proteins and Their Interaction with the Membrane-Bound Transcription Factor MaMYB
拟南芥 Mid-SUN 蛋白及其与膜结合转录因子 MaMYB 相互作用的深度拓扑分析
- DOI:http://dx.10.3390/plants12091787
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Andov B
- 通讯作者:Andov B
Keep in contact: multiple roles of endoplasmic reticulum-membrane contact sites and the organelle interaction network in plants.
保持接触:植物中内质网-膜接触位点和细胞器相互作用网络的多重作用。
- DOI:http://dx.10.1111/nph.18745
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang P
- 通讯作者:Wang P
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- 资助金额:
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