常怡雍

常怡雍

研究員兼植物環境逆境研究專題中心執行長

永續農業從充分理解植物開始
永續農業從充分理解植物開始

研究成果

參與葉綠素週轉之葉綠素去植醇酶的發現

參與葉綠素週轉之葉綠素去植醇酶的發現
葉綠素在光合作用中負責吸收光的能量,透過結構複雜而龐大的光系統,將吸收到的光能量轉化成生物可利用的化學能。由於葉綠素與蛋白質組成的光系統容易在運作時受損,為了維持光合作用的效率,必需對受損的光系統進行修復,而造成葉綠素的週轉。前人研究認為,結合在受損光系統中的葉綠素會經過兩個連續的步驟被回收利用:1. 葉綠素的去植醇化;2. 去植醇葉綠素的再植醇化。後者已知是由葉綠素合成酶負責,而參與第一個反應的酵素卻一直是個謎。百年以來,葉綠素酶 (chlorophyllase) 是唯一被發現可以在試管中將葉綠素水解成去植醇葉綠素的酵素,但它在葉綠素代謝所扮演的角色至今仍存在爭議。本實驗室則在選殖一個造成阿拉伯芥高溫敏感的突變基因過程中,意外地發現這個位於葉綠體內具有葉綠素水解活性的新穎蛋白質,將之命名為葉綠素去植醇酶 (chlorophyll dephytylase1, CLD1)。遺傳及生化學實驗的結果顯示 CLD1 參與葉綠素回收循環的第一步。缺乏 CLD1 的植物在長期高溫處理下光系統效率顯著下降並提高死亡率。顯示葉綠素回收循環對於植物耐高溫逆境的重要性。CLD1 的發現連接起葉綠素代謝中回收循環途徑的斷鏈,這將有助於光系統修復機制及周邊相關問題的進一步研究和了解。

林耀斌、吳孟宸、 常怡雍 個人網站'> 常怡雍 * (2016) The Plant Cell, 28, 2974-2990