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Articles by Christoph Benning in JoVE
JoVE General
拟南芥极地甘油脂分析薄层色谱（TLC）再加上气相色谱（GLC）
Department of Biochemistry and Molecular Biology, Michigan State University
极性脂提取物的成分和个别甘油脂脂肪酸组成在一个简单而强大的脂质分析实验确定。为此，甘油脂是孤立的薄层色谱法和酰基组transmethylation。气相色谱定量脂肪酰基methylesters。
Other articles by Christoph Benning on PubMed
生物合成和功能的 SULFOLIPID SULFOQUINOVOSYL 甘油二酯。
Sulfolipid sulfoquinovosyl 甘油二酯是含硫的丰富 nonphosphorous glycerolipid 具体关联性高等植物、 苔藓、 蕨类、 藻类和最光合细菌的光合膜。Sulfoquinovosyl 甘油二酯的结构特点是唯一的头组组成 sulfoquinovose，一种衍生物的葡萄糖中的 6-羟基取代磺酸组。虽然有越来越多的证据，为最终的程序集的 sulfoquinovosyl 结构从 UDP sulfoquinovose 移交甘油二酯的 sn 3 位置的 sulfolipid，但是很少人了解生物合成的前体 UDP sulfoquinovose。最近，数量的不足在 sulfolipid 生物合成和相应的 sqd 基因突变已成为可从不同的生物体。这些提供新的工具来分析 sulfolipid 生物合成的分子和生化方法结合。此外，sulfolipid 缺陷突变体的分析提供了 sulfoquinovosyl 甘油二酯的光合膜功能的新型真知灼见。
Digalactosyldiacylglycerol 拟南芥 Dgd1 突变体的叶绿体中合成。
乳糖在植物中的生物合成是非常复杂的。它涉及到多个途径引起不同分子物种。为了评估不同路线的乳糖合成和分子物种的生长和光合作用的作用方面的贡献，我们发起了与酰基转移酶突变体、 act1 和两个的去饱和酶基因突变，fad2 和 fad3 分析双突变体 digalactosyldiacylglycerol (DGDG) 合酶突变体 dgd1 的遗传方法。双突变体显示不同程度的发育迟缓： act1，dgd1 受影响最严重和 fad2，dgd1 增长略有减少，而 fad3，dgd1 植物非常类似于 dgd1。在 act1、 dgd1、 脂质和叶绿素含量减少，光合能力受到影响。分子分析的内容，建议增长不足不由乳糖组成，每个 se.叶绿体 dgd1 的变化引起脂肪酸组成和位置分布是乳糖的能够合成 monogalactosyldiacylglycerol、 DGDG，和三和 tetragalactosyldiacylglycerol。因此，减少的生长的 act1、 dgd1 和 fad2、 dgd1 不能缺少 DGDG 合酶活性的解释从叶绿体。DGDG 磷酸剥夺期间积累突变体的分子分析建议同样对 dgd1 的残余 DGDG，这额外的脂质合成中通过独立的突变、 act1、 dgd1、 fad2 和 fad3 通路的叶绿体膜协会。我们的数据意味着 act1 的严重生长缺陷，dgd1 造成由叶绿体脂质合成真核和原核途径降低代谢流和减少造成的不稳定的光合配合物的光合能力。
Galactolipids 在种子植物中的规则。
叶绿体膜含有高水平的 galactolipids monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) 和 digalactosyldiacylglycerol (DGDG)。所涉及的生物合成的 MGDG 和 DGDG，并查明的乳糖缺拟南芥突变体基因的分离，大大促进了乳糖生物合成和功能的分析。Galactolipids x 射线结构光合配合物，有建议在光合作用中的直接作用。此外，galactolipids 可以代替磷脂，作为建议的磷酸盐剥夺后 galactolipid:phospholipid 比率的增加。MGDG 到 DGDG 的比率也是体膜的物理阶段的关键，可能加以规范。
拟南芥 SQD2 编码 Sulfolipid 合酶的干扰是磷酸盐有限公司增长受损。
Sulfolipid sulfoquinovosyldiacylglycerol 是一个提供大量的种子植物的光合膜结构脂的三个 nonphosphorous 糖脂。与不同的是 galactolipids，sulfolipid 是阴离子在生理 ph 值其 6-脱氧-6-磺酸葡萄糖 (sulfoquinovose) 头组。此脂质的生物合成收益两个步骤： 第一，UDP sulfoquinovose 从 UDP-葡萄糖和亚硫酸盐和第二次大会，从 UDP sulfoquinovose sulfoquinovose 结构移交甘油二酯。第一反应被催化 SQD1 蛋白在拟南芥中。这里我们介绍拟南芥 SQD2 基因的鉴定。我们建议这种基因编码 sulfoquinovosyltransferase 催化 sulfolipid 生物合成的第二步。SQD1 和 SQD2 在大肠杆菌中的表达重组植物 sulfolipid 合成的这种细菌。插入的 DNA 转移到此基因在拟南芥中领导完成各自 sqd2 突变体 sulfolipid 的缺乏。此突变体磷酸盐有限公司增长条件下减少增长。结果支持，sulfolipid 可以作为替代的阴离子磷脂磷酸有限公司增长条件下的假说。磷脂酰甘油，以及 sulfolipid 有助于维持负电荷的脂质-水界面，这大概是所必需的适当功能的光合膜。
Pgp1 的拟南芥突变体轨迹将 Phosphatidylglycerolphosphate 合酶编码与受损的活动。
磷脂酰甘油是无处不在的磷脂，现时也在植物光合膜。多个独立行的证据表明此脂质，光合膜和冷驯化的适当功能的重要作用。在真核生物，生物合成的磷脂酰甘油的主管不同亚细胞车厢。稀缺中不同的细胞器植物特定路径的详细信息。在这里，我们将介绍拟南芥，pgp1 磷脂酰甘油合成缺陷突变。磷脂酰甘油的总体内容被减少 30%。此突变体进行基因点突变中的 2 号染色体上的基因所编码的 phosphatidylglycerolphosphate 合酶 (EC 2.7.8.5) 异构体的 CDP-乙醇磷酸转移酶母题。突变体显示 plastidic phosphatidylglycerolphosphate 合酶活性减少了 80%的符合此特定的异构体的 plastidic 位置。突变植物是淡绿色，其光合作用是受损。此突变体提供了一个充满希望的新工具，澄清的生物合成和 plastidic 磷脂酰甘油在种子植物中的作用。
拟南芥种子灌浆期基因表达的极致网络。
我们用 cDNA 芯片研究拟南芥种子发育过程中基因表达的变化，并比较野生型及突变型 wrinkled1 (wri1) 种子油中具有减少了 80%。开花期前，包括主要存储油脂和蛋白质的积累后 5 至 13 天，大约有 35%的代表在阵列上的基因改变至少两个方面，但较大的分数 （65%） 显示在表达式中，很少或没有变化。基因的表达改变最倾向于表达更比在其他组织中的种子。显示几种不同的时空表达模式的存储组件的生物合成相关基因。例如，编码核心脂肪酸合成酶基因总数显示钟形 5 至 13 天开花后的表达模式。与此相反的是，存储蛋白、 oleosins，和其他已知的脱落酸调节基因表达增加以后，并仍将高。光合蛋白基因遵循模式非常类似于脂肪酸合成蛋白质，牵连 CO(2) refixation 和供应的 hiv 油合成的作用。关键碳转运蛋白及糖酵解酶的表达谱反映从胞浆质体代谢通量的变化。尽管 wri1 与野生型种子、 代谢的主要变化 < 1%的基因是不同的两个方面，超过和大多数的这些参与了中央的脂质和糖代谢。因此，这些数据定义部分中断的 WRI1 基因的下游响应。
本机尿苷 5'-二磷酸果糖-sulfoquinovose 合成酶，SQD1，菠菜净化作为一个 250 KDa 复杂。
Sulfoquinovosyldiacylglycerol 是目前在光合膜极性脂质。它有助于膜的表面负电荷和磷胁迫下具有关键作用。SQD1 蛋白是参与形成的 sulfolipid 头组前体，5'-二磷酸果糖尿苷 (UDP) 的的关键酶-sulfoquinovose，从 UDP-葡萄糖和亚硫酸盐。菠菜 SQD1 蛋白的编码基因是孤立和功能在大肠杆菌中表达。这种重组酶被相比纯化后的孤立的菠菜叶绿体的本机酶。同时 K(m) UDP-葡萄糖是难以区分这两种形式，为亚硫酸盐的 K(m) 是超过四倍的较低 （< microM) 为本机的酶。凝胶过滤尺寸表示本机形式纯净作为一个大型复杂的大约 250 kDa，这是超过大小的两倍的计算大小为 homodimer。它提议体内 SQD1 形式与辅助蛋白质复杂。
参与对拟南芥类囊体膜脂转让 ER Permease 样蛋白。
在真核生物，不同亚细胞车厢酶参加大会的膜脂。因此，interorganelle 的脂质转移是广泛生长细胞中。一个突出的例子是内质网 (ER) 与植物光合体膜膜脂前体的转移。典型的光合膜脂单声道和 digalactolipids。在拟南芥，它们来自两个途径之一，质体中的合成的 de novo 或前体，进口从急诊室，引起了不同的分子物种。聘请生成数组的现货图谱高通量机器人程序，拟南芥突变体是孤立的而积累了非同寻常的 trigalactolipids。在一个等位基因突变子类，trigalactosyldiacylglycerol1，主要的缺陷造成的 ER 派生类囊体膜脂质的生物合成中断。其次，葛转移被激活，导致 oligogalactolipids 的积累。叶绿体信封 permease 样蛋白突变负责主要生化缺陷。它提议这种蛋白质是复杂的脂转移的一部分。
硫酸脂 2'-O-酰基-sulfoquinovosyldiacylglycerol 和 Sulfoquinovosyldiacylglycerol 均缺席从莱茵衣藻突变体在 SQD1 中删除。
真光合生物类囊体膜脂的生物合成往往涉及内质网 (ER) 和叶绿体信封中的酶。两个路径的类囊体膜脂质合成、 急诊室和质体途径，目前在许多物种，包括拟南芥，并行，但在其他植物，如草，只有 ER 通路处于活动状态。莱茵衣藻单细胞藻类发散像拟南芥属植物中以不同的方式因为其膜不含磷脂酰胆碱，和大多数类囊体膜脂出自质体通路。在这里，我们将介绍 sulfolipid，2'-O-酰基-sulfoquinovosyldiacylglycerol (ASQD)，这是本 C.衣藻酰化衍生物。虽然大多是饱和脂肪酸的 sulfoquinovosyldiacylglycerol (SQDG)，是 ASQD 分子物种进行，主要是不饱和的脂肪酸。此外，直接连接到头部的 ASQD 集团优先是具有四个双键的 18 碳脂肪酸。机器人高通量导致质粒中断 C.衣藻，指定 Deltasqd1，缺乏 ASQD 以及 SQDG 的突变体的分离。在此突变体，SQD1 ortholog 被完全删除，取而代之的是质粒序列。它是酰化 2'-羟基的 sulfoquinovosyl 头组 ASQD 源自 sulfolipid 生物合成的糖核苷酸途径提出的。在生理层面，突变表明增加对敌草隆除草剂的敏感性和减少磷限制下的增长暗示作用为 SQDG 或 ASQD 在光合作用中由 C.衣藻，尤其是在磷酸盐有限的条件下进行。
阴离子血脂水平所需的叶绿体的结构和功能的拟南芥。
植物的光合膜主要包含非磷糖脂。例外是磷脂酰甘油 (PG) 酸性/阴离子磷脂。叶绿体中的第二个主要阴离子脂质是 sulfolipid sulfoquinovosyldiacylglycerol (SQDG)。它被假设下严重磷限制，SQDG 替换 PG，确保固定比例的阴离子血脂即使在不利的条件下。新建成的 SQDG 和 PG 缺双突变支持这一假设。此突变体，sqd2 pgp1-1，携带的 SQDG 合酶 (SQD2) 结构基因中的 T-DNA 插入和 phosphatidylglycerolphosphate 合酶 (PGP1) 的结构基因点突变。在 sqd2 pgp1-1 双突变体，总阴离子脂质分数减少了大约三分之一，造成淡黄色子叶和减少的叶绿素含量与叶。水体严重损害的双突变体的增长，和其光合能力受到损害。尤其是，一级光系统 II (PSII) 的光合电子传递受到影响。除了这些生理变化，突变体显示改变的叶片结构，为数较少的叶肉细胞和叶绿体超微结构的变化。Sqd2 pgp1-1 突变体的所有观察都得出结论总含量阴离子类囊体膜脂叶绿体的结构和功能，只限制和对于整个水体的增长和植物发展是至关重要的。
Plastidic 溶血磷脂酸酰基转移酶的损失在拟南芥中会导致胚胎致死。
磷脂酸是叶绿体膜脂生物合成的关键中间体。De novo 磷脂酸合成的植物会发生在两个步骤： 第一酰基化的 3-磷酸甘油给 sn-1 位置上升到溶血磷脂酸 ；第二，酰基化溶血磷脂酸对窗体磷脂酸的 sn-2 位置。第二步被催化溶血磷脂酸酰 (LPAAT)。这里我们介绍的编码这种酶 plastidic 鼻息肉的拟南芥 ATS2 基因的鉴定。引进的 ATS2 到大肠杆菌 JC 201 cDNA 对温度很敏感，在其 LPAAT 基因 plsC 发生了突变，恢复到接近野生型生长在高温此突变体。ATS2 本地化为叶绿体与绿色荧光蛋白融合。T-DNA 插入的拟南芥 ATS2 基因的中断造成胚胎致死率。胚胎发育的被捕球状阶段伴随瞬态增加 ATS2 基因的表达。显然，plastidic LPAAT 时在拟南芥中期间从球状过渡到心阶段的胚胎发育的必要条件叶绿体开始形成。
WRINKLED1 将编码 AP2/EREB 域蛋白参与在拟南芥中存储复合合成的控制。
种子发育过程中存储化合物的积累可确保生存的幼苗，并还对人类和动物的食物和饲料形式提供营养。假定 AP2/EREBP 转录因子 WRINKLED1 (WRI1) 参与拟南芥种子存储代谢的调节。拼接的突变基因，wri1-1，造成种子油积累的减少。糖酵解受到此突变体，呈现发展胚胎无法有效地将蔗糖转换成的甘油三酯合成的前体。花椰菜花叶病毒 35S 启动-子控制下的 WRINKLED1 基因的表达，导致更多的种子含油量。此外，异位 WRINKLED1 基因的表达在发展中国家幼苗造成积累的甘油三酯。这种效果取决于生长介质或其他容易被代谢成葡萄糖的糖中糖的存在。蓄油苗显示异常发展符合长期处于萌芽状态。
热嗜酸红微藻 Galdieria Sulphuraria EST 分析揭示了潜在的生物合成脂 A 和推出了从 Rhodoplasts 的碳出口的途径。
当我们认为极端微生物，生物适应极端环境下的原核生物来到首先想到。然而，单细胞的红色微藻 Galdieria sulphuraria (Cyanidiales) 是可以表示极端生境的生物量的 90%，如热硫磺温泉与 pH 值的 0-4 和达 56 摄氏度的温度下的基因克隆这红藻 autotrophically 以及为 heterotrophically 上 50 多个不同碳源，其中包括大量的稀有糖和糖醇茁壮成长。这种生化通用性表明代谢酶，按几个生物和生物技术的热稳定酶可能有丰富来源之匹敌大汇辑 》。在此过程中，对光合机构的物理研究的宝贵模型制作 G.sulphuraria 的范围高末尾的温度下，这类病菌进行光合作用。此外，此活化石的基因序列揭示太了解现代真核生物的演变。最后，藻类容忍如镉、 汞、 铝、 镍、 暗示在生物修复中的潜在应用有毒金属离子的浓度很高。开始探索 G.sulphuraria 的独特的生物特征，从两个不同的 cDNA 库 5270 表达序列标签已经被测序及注明。特别强调关于重建本此机体的代谢途径。例如，我们为提供证据 (i) 脂质 A 生物合成 ； 完整路径(二) 出口丙糖磷酸盐从 rhodoplasts ；(iii) 和真核 hexokinases 缺席。发售 http://genomics.msu.edu/galdieria 序列数据和其他信息。
葡萄糖-6-磷酸 Dehydrogenases 在拟南芥全基因组分析。
在光照下植物的绿色组织，光合作用是减少的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （NADPH） 利用还原反应，如碳固定和氮同化的主要来源。非光合组织中或非光合条件下，氧化戊糖磷酸途径促进基本代谢 NADPH 的主要来源之一。第一次和致力于反应被催化葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 (G6PDH)。我们的特点 G6PDH 基因家族在拟南芥中的六名的成员。过境肽分析预测两个游离和四个 plastidic 异构体。五个六个的基因编码活动 G6PDHs。重组亚型显示反馈抑制在基板要求和敏感性差异。Plastidic 酶被氧化还原敏感。一个游离鼻息肉是氧化还原更改，不区分大小写，而其他被灭活的氧化。各自的基因已有活性的蛋白质，这意味着无法控制的 mRNA 丰度的监管机制并不相关的不同的表达模式。使用陈化，体内检测到两个游离和一个 plastidic 异构体和各自的基因被发现使用 T DNA 插入行。Plastidic 鼻息肉的活动包括尽管其灵敏度观察体外减少了光合组织的所有组织中检测到。基因组数据、 基因表达和体内酶的活动数据的代表结合体外生化数据提出个别 G6PDH 异构体在拟南芥中体内的角色。
莱茵衣藻 Glycerolipid 生物合成相关基因的注释： 甜菜碱脂合 BTA1Cr 的发现。
脂质代谢的开花植物进行了密集研究，和有关的基因编码组件主要脂肪酸和膜脂的生物合成途径的身份的知识是非常广泛。我们现在在硅的脂肪酸和 glycerolipid 代谢在藻类的模型中，启用最近得到的表达的序列标签和莱茵衣藻的基因组序列的分析。基因编码蛋白质参与生物膜发生了预测与蛋白质相似的基础上证实了职能，并举办了以重建 glycerolipid 合成的莱茵衣藻的主要途径。这种分析占了多数的预测进行编码参与类固醇反应膜脂生物合成的酶的基因并进行比较和对照这些途径在莱茵衣藻和开花植物。作为重要的生物信息学分析的结果，我们发现并隔离 C.衣藻 BTA1 (BTA1Cr) 基因和分析的双功能的蛋白质，对它进行编码 ；我们预计，这种蛋白质要足够的合成甜菜碱脂 diacylglyceryl-N，N，N-trimethylhomoserine (DGTS) 中莱茵衣藻的主要膜组件。BTA1Cr 的异源表达导致 DGTS 积累的大肠杆菌，这通常缺乏此脂质和允许体外酶特性的 BTA1Cr 的分析。相比之下，这种光合细菌，细菌在两个单独的蛋白，BtaARs 和 BtaBRs，都需要 DGTS 的生物合成。BTA1Cr 的两个域的活性位点的突变让我们分开，研究他们的活动直接表明其功能性同源到细菌的 orthologs BtaARs 和 BtaBRs。
比较基因组学的两个密切相关单细胞热嗜酸红藻、 Galdieria Sulphuraria 和 Cyanidioschyzon Merolae，揭示了新陈代谢的灵活性 Galdieria Sulphuraria 和碳水化合物代谢的影响这两种藻类的重大差异的分子基础。
单细胞藻类作为模型的研究与探索的代谢途径，细胞生物过程 （如 organellar 司和细胞运动的功能解剖和新基因和基因功能鉴定。最近完成的几种藻类基因组序列和表达的序列标签集合和核和 organellar 转型方法的建立开辟了道路为功能基因组学方法，利用藻类模型系统。热嗜酸单细胞红藻 Galdieria sulphuraria 表示由于其非凡的代谢多功能性的基因组学方法特别有趣的物种如异养和混合营养生长上 50 多个不同碳源和其适应炎热的酸性环境。但是，ab 从头预测所需的未知的代谢途径，从基因组序列的基因的不是微不足道的。令人信服的策略，基因鉴定是同样大小不同生理与相关生物基因组的比较。使用此方法，候选基因确定了代谢的 Galdieria 多功能的关键。表达的序列标签和高通量基因组序列读取覆盖 > G.sulphuraria 基因组的 70%与单细胞、 预留水体的红藻 Cyanidioschyzon merolae 的基因组进行了对比。超过 30%的 Galdieria 序列不涉及任何的 Cyanidioschyzon 基因。这些序列的仔细检查才发现大量的膜转运蛋白和碳水化合物代谢酶所独有的 Galdieria。基于这些数据，它被建议基因参与减少的碳化合物的吸收，并参与其代谢酶对代谢 G.sulphuraria 的灵活性至关重要。
铁氧还蛋白依赖谷氨酸合酶月光中植物 Sulfolipid 生物合成的形成与 SQD1 的复杂。
UDP sulfoquinovose 合酶，SQD1，催化亚硫酸盐移交 UDP sulfoquinovose，这是为生物合成的植物 sulfolipid sulfoquinovosyldiacylglyerol 头集团捐助 UDP-葡萄糖引起。菠菜本机 SQD1 酶作为 250 kDa heteroprotein 复杂多亲和力为衬底亚硫酸盐要高于重组 SQD1 蛋白质本身的存在。SQD1 蛋白 co-purified 与九个蛋白质。可能绑定伙伴包括光合作用、 热休克蛋白 70 和铁氧还蛋白依赖谷氨酸合酶 (FdGOGAT)。虽然已知的前两个蛋白质与许多其他蛋白质进行交互，FdGOGAT 的鉴定是最迷人的因为此 160kDa 蛋白包含已知绑定亚硫酸体外 FMN 辅酶。使用不同的构造，重组的表达形式多域蛋白 FdGOGAT，它表明 FMN 绑定域的 FdGOGAT 是到 SQD1 蛋白的特异性结合的必要条件。一个模型表明 FdGOGAT 可以通道到 SQD1 的亚硫酸盐。
两种酶，BtaA 和 BtaB，已足以让甜菜碱脂质合成的细菌。
甜菜碱的类脂是磷脂酰胆碱的非磷 glycerolipid 类似物。Diacylglyceryl-N，N，N-trimethylhomoserine 以前已经在紫色细菌球形，缺乏磷酸的细胞和遗传方法研究甜菜碱脂质的生物合成确定是该进程所必需的两种蛋白。在这里，我们显示的各自的基因共表达导致 DGTS 形成的大肠杆菌，通常缺乏此脂质是归因于 RsBtaA 和 RsBtaB，DGTS 合成的钢筋葛仙米的所有反应。重组 RsBtaA 蛋白是膜关联和显示，S-腺苷甲/甘油二酯 3-氨基-3-carboxypropyl 转移酶活性。RsBtaA 指示标签从 1-[(14) C] 转让 S-腺苷或 [(14) C] 确定这两种代谢产物作为底物反应的甜菜碱脂前体 diacylglycerylhomoserine 到同等速度的甘油二酯。RsBtaA 和其细菌 orthologs 比较分析揭示母题与相似的甲基转移酶，AdoMet 绑定口袋和允许残留量的预测所涉及的基材的粘合。
TGD1 叶绿体膜蛋白突变影响拟南芥 Phosphatidate 代谢。
Phosphatidate (PA) 是中央代谢物脂质代谢和信号转导分子在许多真核生物，包括植物中。突变的一种类似于 permease 的蛋白质，TRIGALACTOSYLDIACYLGLYCEROL1 (TGD1)，在拟南芥南芥引起甘油三酯、 oligogalactolipids 和宾夕法尼亚州的积累叶绿体血脂改变符合从内质网 (ER) 贩运到叶绿体和类囊体膜脂质合成的 ER 派生的前体从中断的脂质损害其脂肪酸组成。TGD1 介导的过程似乎是重要突变造成胚胎流产的发生率很高的蛋白质。孤立的 tgd1 突变体叶绿体表明巴勒斯坦权力机构纳入 galactolipids 下降的能力。TGD1 蛋白局限于内部的叶绿体，似乎是脂质转运蛋白的一个组成部分。TGD1 函数甚至部分中断对中央脂质代谢有严重的后果，tgd1 突变体提供了一个工具来探索理事脂质稳态和贩运植物脂质的监管机制。
Galactoglycerolipid 生物合成的三个酶系统的协调规管植物。
Galactoglycerolipids，其中半乳糖绑定在 O 糖苷联系中的甘油 sn 3 位置到甘油二酯，具有丰富的植物和光合细菌，他们大部分的光合膜的极性脂。Galactoglycerolipid 生物合成植物高度被分割的涉及在内质网和两个叶绿体信封的酶。这种特殊的组织需要大量贩运脂质前体的问题。现在是越来越明显的是有三套不同的脂质 galactosyltransferases 能够在模式植物拟南芥中 galactoglycerolipid 合成的。两种酶，MGD1 和 DGD1，一般提供大量的叶绿体和光合组织中的 galactoglycerolipids。磷酸盐有限公司增长条件下和非光合组织 MGD2/3 和 DGD2 是非常活跃。此外，通过这第二个途径产生的 galactoglycerolipids extraplastidic 膜中常常被发现。虽然这些 galactosyltransferases 使用 UDP-半乳糖半乳糖捐助者，第三个途径涉及到葛的酶，将从一个乳糖的半乳糖转移到另一个。
非水疱和水疱脂质贩运涉及质。
在植物里，新合成的脂肪酸要么直接纳入质体的 glycerolipids 或导出并组装成脂在内质网 (ER)。派生 ER glycerolipids 作为 extraplastidic 膜的构建基块。或者，他们可以返回到质体及其甘油二酯骨干纳入光合膜、 弱光的 glycerolipids。类囊体膜血脂质信封膜进行组装和转移到弱光。磷酸盐有限公司增长条件下，galactolipids 是从外质体信封膜出口到 extraplastidic 膜。蛋白质，如 TRIGALACTOSYLDIACYLGLYCEROL1 (TGD1) 或诱导囊泡蛋白的 PLASTIDS1 (VIPP1)，其中涉及质体脂质贩卖人口现象的不同方面最近确定和基于这些成分分析的机理模型已开始出现。
WRI1 是必需的种子萌发和幼苗的建立。
种子发育过程中的存储复合积累准备植物生存的下一代。因此，过程参与的规管和存储复合堆积在种子萌发和幼苗的建立发展熊息息相关的合成。Wrinkled1 (wri1) 突变体的拟南芥 (拟南芥) 有损于种子油积累。WRI1 基因编码 APETALA2/乙烯反应的元素结合蛋白转录因子参与控制的代谢，尤其是糖酵解，发展中国家的种子的。在这里我们通过比较表示中的 wri1-1 突变体的背景和野生型 WRI1 野生型基因的转基因株的 wri1-1 突变体，调查中种子萌发和幼苗建立此规管因子的作用。植物中 WRI1 基因的表达改变显示不同萌发生长因子脱落酸 (ABA)、 糖类和脂肪酸介质中提供的回应。突变体萌发了对阿坝、 糖类和 osmolites，减轻了转基因株增加 WRI1 表达的影响更加敏感。Wri1-1 突变体中增加了基因表达的阿坝响应 AtEM6 和 ABA 不区分 3 (ABI3)。Abi3 3 和 wri1-1 之间的双突变分析建议 WRI1 和 ABI3，调解种子、 阿坝反应的转录因子法在并行的途径。加法 2-脱氧葡萄糖抑制种子萌发，但并未因此少超量表达 WRI1 的行中。苗 wri1-1 突变体在下降，但能缓解的蔗糖。除了萌发过程中可能的信号作用，介质中的糖被要求作为构建基块和能源供应 wri1 1 苗建立过程。
磷脂酰甘油合成甘油-3-磷酸酰基转移酶酰基-ACP 有不足之处的拟南芥突变体叶绿体中。
生物合成的磷脂酰甘油表示在所有生物体内的脂质代谢的中枢通路。这种酶催化路径在质体的第一反应，甘油-3-磷酸酰-酰基载体蛋白酰基转移酶，以为在拟南芥 ATS1 轨迹中被编码。说明了大量的遗传突变体在此活动中的不足。但是，相应的突变体等位基因有尚未经分析在分子水平和突变表型和 ATS1 轨迹在虚之间的因果关系不成立。在所有已知的 ats1 突变体附近野生型数量的磷脂酰甘油的存在提出替代途径的磷脂酰甘油大会在质体中是否存在这样的问题。然而，几个独立的 ats1 突变体等位基因的详细的分析显示所有漏。Ats1-1 ats1-1 突变体背景 RNA 水平由 RNAi 减少导致更严重的增长表型 （小绿色植物和减少的种子集），但没有减少磷脂酰甘油的相对量。相比之下，当 ATS2 mRNA 编码 plastidic 溶血磷脂酸酰催化通路的第二个反应被减少由 RNAi ats1-1 突变体背景中，磷脂酰甘油数额减少，导致增长表型 (小浅黄色植物) 使人想起 pgp1-1 突变体 plastidic 磷脂酰甘油合成一晚步有不足之处。这些意见表明质体脂质代谢及植物发展协调的监管。
参与脂质贩运的叶绿体内信封膜磷脂酸结合蛋白。
内植物叶绿体光合体膜生物发生需要酶的质信封和内质网 (ER)。类囊体膜脂质合成需要大量脂质贩卖。这里的 trigalactosyldiacylglycerol2 介绍了拟南芥突变体 （tgd2）。测试的范围内，tgd2 显示复杂脂质表型与前面所述的 tgd1 突变体完全相同。Oligogalactolipids 和甘油三酯的异常积累和 galactolipids ER 从派生的分子物种减少符合入质体的 ER 派生的类脂导入的中断。TGD1 蛋白是位于叶绿体内信封膜 ABC 转运蛋白的一个类似 permease 的组件。TGD2 基因对预测分枝杆菌细胞进入域与磷脂酸结合蛋白进行编码。它被拴面临外部包络膜内叶绿体信封膜。推定细菌 orthologs TGD1 和 TGD2 在革兰阴性细菌通常被组织的转录单位，这表明它们共同的生物过程中的参与。Tgd2-1 突变体基因的表达引起复制 tgd2 突变表型的显性负作用。这一结果被解释为其复杂的本机蛋白突变蛋白的干扰。建议 TGD2 表示复杂叶绿体内信封膜中的磷脂酸/脂质运输的基板绑定或规管分量。
剩余 Sulfolipid 生物合成中的问题： 历史的观点。
植物 sulfolipid sulfoquinovosyldiacylglycerol 是在五十年代末发现的 A.A.本森。含放射性同位素 (35) 等生物基质越来越容易获得 S 硫酸提供的方法来发现新的生物化合物，勾画出其生物合成途径。在这期间的时间及其 6-deoxy-6-sulfo-alpha-D 与 sulfolipid 的结构：-葡萄糖 (sulfoquinovose) 头确定的。立即，这不寻常的生物磺酸的起源大惑不解科学界和测试了几个建议其生物合成。Sulfolipid 生物合成的核苷酸途径有力的支持证据成为可用的编码在 1990 年代的 sulfolipid 生物合成的酶的细菌和植物的基因的发现。这后一项工作基于 A.A.本森所奠定的基础，并确认 sulfolipid 生物合成一个初始假说。提供定义的 sulfolipid 生物合成机制和 sulfolipid 生物化学中的遗留问题中的转捩点的简短的摘要。
缝隙 Plastidic 丙酮酸激酶复合物参与拟南芥种子油合成。
糖酵解是无处不在的通路，认为，必须在发展中国家的拟南芥南芥和油料作物种子油的生产。初级代谢的发展中国家胚胎的构成了重大挑战，检验这一假设和种子生物质生产工程。它还提出了问题，是否有到胚种子油进口光合产物从碳的首选的路由。Plastidic 丙酮酸激酶催化的糖酵解的高度管控，产生 ATP 的反应。拟南芥基因组编码丙酮酸激酶 14 假定的异构体。三种基因编码亚基 α、 beta(1) 和 beta(2) plastidic 丙酮酸激酶。发展种子可能流行的质酶已 4alpha4beta(1) 亚单位组成，是最活跃在 pH 8.0，Glu，故。Beta(1) 亚基基因的中断导致 plastidic 丙酮酸激酶活性及 60%减少种子含油量在减少。Beta(1) 亚单位编码基因的表达和部分 beta(2) 亚单位编码基因，种子油表型已完全恢复。因此，确定丙酮酸激酶催化光合产物转化油，建议从其基质磷酸烯脂肪酸首选质体路线的关键步骤。
Digalactosyldiacylglycerol 是为了更好地光合生长的多种磷限制下的 Sp PCC6803。。
Digalactosyldiacylglycerol (DGDG) 是典型的细胞膜脂质的含氧的光合生物。虽然 DGDG 合成酶基因与植物隔离，没有同源基因已注释的蓝藻和单细胞红藻 Cyanidioschyzon merolae 基因组中。这里我们用一种比较基因组学方法，并确定了非植物类型 DGDG 合成酶基因 （指定 dgdA) 在多种 sp PCC6803。。这种酶在大肠杆菌中生产 DGDG 时与黄瓜 monogalactosyldiacylglycerol 合 co-expressed。显示非 DGDG BG11 介质，在种植时指示 DGDG 可有可无在最佳条件下的损失没有明显表型 DeltadgdA 敲突变体。然而，突变增长减少磷酸盐有限条件下暗示 DGDG 须磷酸有限条件下，如在自然壁龛的蓝藻。
拟南芥，TGD3，参与叶绿体脂质导入小 ATPase 蛋白。
极地脂质贩运活动是不可或缺真核细胞中膜的脂质大会往往有别于最终目的地膜。一个突出的例子是光合膜 (弱光) 质的植物中的生物发生。涉及在内质网和内、 外质体信封膜脂生物合成酶。这种划分需要大量脂质贩卖。拟南芥突变体都可用的中断在内质网派生脂质前体纳入类囊体膜脂。在这些突变体，trigalactosyldiacylglycerol 1 (TGD1) 的两个受影响的两种蛋白和 TGD2，permease 和编码绑定组件衬底，分别在信封内的叶绿体膜的拟议的脂质转运。我们在这里介绍的拟南芥，TGD3 的第三个蛋白、 小 ATPase 拟此转运的一部分。Tgd1 和 tgd2 基因突变，如甘油三酯和 trigalactolipids 堆积在携带 T DNA 插入一个 tgd3 突变体只是 5' TGD3 的编码区。TGD3 蛋白显示基底 ATPase 活性和超越内部叶绿体信封膜叶绿体内进行本地化。蛋白质 orthologous 到 TGD1，-2，-3 预计将出席中克-细菌、 和各自的基因进行组织 operons 建议共同的生化作用的基因产品。根据目前的分析，假设 TGD3 是涉及 TGD1 脂质转运蛋白的丢失 ATPase 组件和 TGD2 所需的生物合成的拟南芥 ER 派生类囊体膜脂。
Plastidic 丙酮酸激酶有不足之处的拟南芥幼苗不能利用种子萌发和建立存储化合物。
存储的分解代谢储备和生物合成的代谢产物增长所需的种子萌发和建立至关重要。拟南芥 (拟南芥) 突变 (pkp1) plastidic 丙酮酸激酶有不足之处 （PK(p)) 和无法积累同样程度的存储油野生型示延迟的萌发和幼苗建立依赖外源性糖供应。但是，它出现，仿佛这些表型不完全造成特别的种子油的缺乏和减少 PK(p) 活动种子发芽过程中可能与有关。提高蔗糖浓度在中期进一步抑制发芽的 pkp1，可能是由于种子中的可溶性糖分的积累。种子萌发的 pkp1 无法代谢存储油并不能利用应用的蔗糖在黑暗中胚轴伸长率。此外，pkp1 包含较少的生育酚和叶绿素比野生型。两者合计，结果完全符合模型的 PK(p) 是所必需的糖高效转换成不同的类固醇途径的前体。
功能分析的游离葡萄糖-6-磷酸 Dehydrogenases 和拟南芥种子油积累的贡献。
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 (G6PDH) 有牵连的生化反应减少的烟碱酰胺 hiv 供应和调节细胞的氧化还原状态。在植物里，鉴定其作用是复杂的细胞质液和质几种异构体的存在。在这里我们重点 G6PDHs 在拟南芥 (拟南芥) 细胞质液，使用两个游离 G6PDHs 的干扰的单、 双突变体。只是单一的 G6PDH 鼻息肉留在双突变体和叶绿体，符合失去游离的 G6PDH 活性中在场。G6PD5 和 G6PD6 的游离酶的活动也是相互没有增加其各自誊本级别的增加单个突变体。我们假设 G6PDH 作用 NADPH 供油积累发展种子光合作用可能光有限公司。G6PDH 活性的种子来自 G6PD6 和 G6PDH 质异构体和显示类似油积累作为时空活动模式。双突变体而不是单个突变体种子了高含油量和增加的重量相比具有没有改建中的碳氮比或脂肪酸组成的野生类型的。在总的 G6PDH 活性仅中跌幅双突变体。这些结果表明失去游离的 G6PDH 活性影响发展种子增加碳底物存储化合物的合成而不是通过降低 NADPH 供应专门为脂肪酸合成代谢。
线粒体外膜蛋白的突变会影响叶绿体脂质合成。
在植物细胞中的脂质合成相关与各种细胞器，而细胞脂质稳态维护需要灵活监管和协调。在植物里，环境提示例如磷限制需要调整脂质合成的机制，以取代非磷糖脂磷脂。生物合成的主要植物 galactoglycerolipids 收益由本构和诱使磷酸剥夺响应而闻名的替代途径。厂 galactosyltransferases 所涉及的两个途径与质信封膜相关联，并且由核基因编码的脂质。若要标识规范的替代 galactoglycerolipid 通路活动的机制，在 digalactolipid 缺 dgd1 的拟南芥突变体的背景进行了遗传抑癌屏幕。部分恢复 digalactoglycerolipid dgd1 背景中的内容的抑癌一行中线粒体的蛋白质，被暂时指定 DGD1 抑癌 1 (DGS1) 进行点突变。推定 orthologs 的这种蛋白质存在于植物、 藻类和真菌，但其分子功能尚不清楚。Dgd1 dgs1 双突变体增加编码酶替代 galactoglycerolipid 通路的核基因的表达和过氧化氢水平都升高。这种增加过氧化氢被拟 dgd1 dgs1 双突变体替代途径的激活的原因。因此，过氧化氢和治疗也产生活性氧激活在野生型的替代途径。这些结果可能牵连的植物替代 galactoglycerolipid 通路调控活性氧的生产。
新连接跨通路和细胞过程： 工业化突变体筛选显示在拟南芥中的不同表型之间的新型关联。
在传统的突变筛查的方法，为一个或多个小表型的测试都是基因变异。一旦确定了善意的变种，他们通常遭受为数有限的辅助表型的屏幕。虽然这种做法是非常善于寻找基因在特定生物学过程中所涉及的表型进行广泛和系统地审讯的缺乏限制了能够检测更广泛的辨证分型和基因和表型之间的连接。它还可以防止主表型突变的检测。作为系统生物学方法了解质体功能的一部分，大量的拟南芥南芥合子 T DNA 行正在甄别与平行形态、 生理和化学表型测定 (www.plastid.msu.edu)。来完善我们的方法和验证此高通量筛选方法用于了解基因功能和网络功能，大约 100 野生型植物和 13 已知突变体代表各种表型的分析由范围广泛的包括代谢产物分析、 形态分析和叶绿素荧光动力学的检测方法。使用各种统计方法的数据分析显示，这种工业的办法可以可靠地识别植物突变表型。更重要的是，研究这些人们熟知的突变和意外的协会之间不同的生理过程，证明这种方法有强大的优势，对传统的突变筛查的方法发现了以前未报告的表型。提高这些代谢途径有密切的关系，比的可能性通常怀疑的野生型植物分析揭示了数以百计的统计学鲁棒表型的相关性，包括不知道分享直接的生物合成起源的代谢产物。
脂质贩运叶绿体生物发生作用。
叶绿体是进行光合作用的定义植物细胞器。光合配合物嵌入体膜构成错综复杂的膜板和 cisternae 系统。叶绿体边界由组成的两个信封膜控制代谢质体和 extraplastidic 车厢的单元格之间的交流。质体内部矩阵 （基质） 是在植物中的脂肪酸合成的主要位置。脂肪酸可以组装成 glycerolipids 在信封膜的质或可以导出并组装成脂在内质网 (ER) 为 extraplastidic 膜提供构建基块。一些这些 glycerolipids，聚集在急诊室，返回到质体那里他们都改造成质体典型 glycerolipids。由于这种合作的不同亚细胞的膜系统，丰富补充脂质贩卖人口现象的贡献的叶绿体生物发生。相当大的进展取得了近年来实现更好的脂质运输机械理解跨质信封。已发现的细菌和植物脂质转运蛋白和其研究开始提供详细机械洞察脂质贩运现象有关的叶绿体生物发生。
植物甘油三酯为原料生产的生物燃料。
工厂所生产的甘油三酯是减少碳性质从可用的最富含能量的和丰富形式之一。鉴于其化学结构相似，植物油表示逻辑代替传统的柴油，非可再生能源源。然而，植物油都太粘在现代柴油发动机中使用的他们将转换为脂肪酸酯。由此产生的燃料通常被称为生物柴油，并具有很多优点比传统柴油。其中最主要的是，生物柴油来自可再生能源。此外，生产和后续消费的减少温室气体排放生物柴油结果相比传统柴油。但是，普遍采用生物柴油面临一系列挑战。其中最大的是生物柴油原料的供应有限。因此，植物石油生产需要为生物柴油，以取代世界的当前和未来的燃料需求主要比例大大增加。更多地了解如何植物合成脂肪酸和甘油三酯最终将允许新型能源作物的发展。例如，油合成调控的知识已建议产生丰富非种子体内甘油三酯的方法。此外，生物柴油具有低温性能差和低氧化稳定性。提高生物柴油的燃料特性可以通过改变脂肪酸组成。在这方面，与油酸含量很高的转基因大豆品系代表示的植物生物技术情况已导致生物柴油的改进的一种方法。
在拟南芥中内质网和质体之间贩运的脂质需要 Extraplastidic TGD4 蛋白。
在拟南芥中的叶绿体发育的需要大量脂质贩运之间 （ER） 内质网和质体。生物合成的酶的叶绿体脂质大会的最后步骤是质信封膜与相关联。例如，在生物合成的光合膜在占主导地位的 galactoglycerolipids，galactosyltransferases 与关联这些膜转让半乳糖残留从 UDP-半乳糖甘油二酯对。在拟南芥，甘油二酯可以来自 ER 或质体。这里，我们介绍的 trigalactosyldiacylglycerol4，拟南芥突变体 （tgd4），在哪 ER 派生甘油二酯不能用于 galactoglycerolipid 生物合成。此突变积累诊断 oligogalactoglycerolipids，因此其名称，并在其组织中的甘油三酯。TGD4 基因编码蛋白质，似乎要与 ER 膜相关联。微粒体 ER 突变体显示血脂下降的转移到孤立质符合体内标记数据，表明 ER 到质体脂肪转移被中断。复杂的脂质表型是 tgd1 的突变的相似，2，3 突变体破坏脂质转运蛋白的内质信封膜组件中。然而，与不同的是 TGD1，2、 3 复杂，建议转移通过内部包络膜磷脂酸，这 TGD4 似乎是调解之间 ER 和外质体信封膜脂转移机制的一部分。直接 ER 到质信封联系网站的程度并不改变 tgd4 突变体。然而，这并不排除可能的功能在这些联系网站 TGD4 作为脂质 ER 和质体之间转移的渠道。
膜拴转录因子在拟南芥中定义热应激反应的一个分支。
在植物里，由热激转录因子之间所有真核生物，均受到保育和可一表示或致热控制热应激反应。不同于"古典"热激转录因子的热诱导的转录因子还据说以热耐受能力作出贡献。在这里，我们显示的 bZIP28，假定膜拴转录因子，编码基因上调热响应并且 bZIP28 空突变体具有惊人的热敏感表型。热诱导基因表达的对其进行编码 BiP2、 内质网 （ER） 伴侣和 HSP26.5-P，小热休克蛋白，是 bZIP28 空突变体弱毒疫苗。雌二醇诱导 bZIP28 转基因诱使各种热和 ER 应力诱导基因。此外，热应力出现诱使 bZIP28 的预测的转录因子域从 ER 膜，从而导致其重新分配给核心蛋白水解释放。这些结果表明，bZIP28 是膜拴转录因子基于信号通路有助于热耐受能力的重要组成部分。
胚乳 DEFECTIVE1 是一种新型的微管相关蛋白在拟南芥种子发展的必要条件。
早期胚乳发展涉及一系列的快速核分裂缺席的胞质分裂 ；因此，许多胚乳突变揭示其职能是必不可少的有丝分裂的基因。这项工作认定拟南芥南芥胚乳-defective1 (ede1) 突变体胚乳从未 cellularizes、 包含为数较少的扩大的多倍体细胞核功能异常微管细胞骨架，专门径向微管系统和细胞 phragmoplasts 都缺席。早期胚胎发育是大致正常，虽然偶尔胞质分裂缺陷得到遵守。EDE1 基因被克隆使用基于地图的方法，并代表先驱大家庭的成员守恒特定的植物基因的以前未知的函数。EDE1 表示在胚乳和胚的培养种子，并且在细胞周期进程期间实行严格管制及其表达。EDE1 蛋白积聚在 premitotic 细胞中核帽、 沿微管的主轴和酸类，colocalizes 和绑定微管体外。我们得出结论有丝分裂和细胞阶段生成的拟南芥胚乳和胚 EDE1 是新型特定的植物微管相关蛋白微管功能的必要条件。
拟南芥 TGD2 蛋白 25-氨基酸酸序列是足够为磷脂酸的特定绑定。
遗传分析表明拟南芥 TGD2 蛋白需要内质网派生类囊体膜脂质的生物合成。TGD2 拟将基质蛋白结合蛋白对推定的脂质转运蛋白组成的 TGD1 （permease） 和 TGD3 （ATPase） 的蛋白质。TGD1，-2，-3 蛋白质是内部叶绿体信封膜中的本地化。TGD2 似乎成内部包络薄膜，与 N 终端跨膜域锚定而 C 末端域面临的间隙空间。此前已显示的 TGD2 C 末端域绑定磷脂酸 (PtdOH)。调查详细的 TGD2 PtdOH 绑定的站点，Discosoma sp。 红色荧光蛋白 (DR) C 总站融合 C 终端缺乏的过境肽和跨膜序列 TGD2 序列的域。这极大地改进后在大肠杆菌中的生产的结果博士 TGD2C 融合蛋白的溶解度。博士 TGD2C 蛋白绑定 PtdOH 高特异性，膜脂蛋白覆盖和脂质体协会化验所示。内部的删除和截断诱变确定以前变种最少 25-氨基酸酸片段 C 终端的 TGD2 足以应付 PtdOH 绑定的域中。这 25 mer 绑定特性都明显有别于 TGD2C，暗示为野生型样 PtdOH 绑定需要额外序列的 TGD2 为这 25 mer 提供正确的上下文。
参与细胞器生物发生在植物细胞中的脂质运输的机制。
叶绿体是定义组培细胞的细胞器。光合光反应和电子输运是叶绿体内精心类囊体膜膜系统的功能。光合膜的脂质成分的特点是可观的 nonphosphorous galactoglycerolipids 反映固着植物养护磷的需要。脂质运输和 glycerolipids 大会发展叶绿体中光合机构的生物发生中发挥重要作用。叶绿体生物发生，期间脂肪酸合成质体中，并远销内质网，它们被纳入膜脂。或者，血脂也可以在许多植物质的内部包络膜组装的从头。富汇辑 》 涉及体膜、 叶绿体内、 外层信封膜和内质网脂交流机制正在形成。类囊体膜生物发生的研究提供了一般的间隙脂质转移机制的新见解。
拟南芥脂肪酸 DESATURASE4 编码一种有别于特色的脂肪酸脱氢酶的蛋白质。
极地膜 glycerolipids 发生在分子物种由极地头组定义和特征酰基组到甘油骨干酯的混合物。磷脂酰甘油特有植物的叶绿体分子物种进行其核心甘油结构的 sn 2 位置的 Delta(3-trans) hexadecenoic 酸。缺少此特定磷脂酰甘油分子物种的拟南芥第 fad4-1 突变体缺乏必要的脂肪酸去饱和酶或其组件。绝大多数的植物膜脂与相关联的酰基组包含双债券与独联体配置。但是，FAD4 是不寻常，因为它参与形成的接近的棕榈酸，特别对 sn 2 甘油磷脂酰甘油的碳酯化羧基组介绍了反式双键。作为这种不寻常的去饱和酶反应分析的第一步，FAD4 基因被识别由 FAD4 轨迹和共表达分析与已知的血脂基因的映射。FAD4 将编码似乎无关绑定的脂肪酸脱氢酶基于整体序列养护的经典膜的预测积分膜蛋白。然而，FAD4 蛋白包含两组氨酸图案相仿的胞质脂肪酸脱氢酶等。FAD4 被针对的质体。转基因拟南芥基因的过度表达导致增加积累的 Delta(3-trans) hexadecanoyl 组中与野生型磷脂酰甘油。两者合计这些结果都符合 FAD4 是创始成员之一的一类新型的脂肪酸脱氢酶的假说。
RNA 干扰沉默的主要脂质滴蛋白影响莱茵衣藻中的脂质液滴尺寸。
真核细胞中的甘油三酯在不同的细胞器，通常称为脂质滴化学形式存储油。这些动态的储物间已激烈研究人类健康的范畴和植物作为植物油食用和化学或生物燃料原料的来源。许多微藻积累油脂，尤其是在增长，限制条件下的，从而获得重新的注意作为潜在的可持续的生物燃料的生产原料。然而，目前在移动电话或油积累的微藻，在分子水平和结构的蛋白所知甚少，参与生源、 维护、 与藻油储物间降解的酶不好的研究。侧重于模型绿藻莱茵衣藻，积累的甘油三酯和氮剥夺的脂肪滴形成了调查。质谱法确定 259 蛋白脂的滴浓缩分数，它们之间的主要蛋白，暂时指定的主要脂质滴蛋白 (MLDP)。这种蛋白质是特有的光合生物绿色藻类沿袭。利用 RNA 干扰方法的 MLDP 基因表达的镇压导致增加的脂质液滴尺寸，但有人注意到甘油三酯含量或代谢的变化。
在拟南芥中的脂质合成磷酸调节是独立于线粒体外膜 DGS1 复杂。
Galactoglycerolipids 是叶绿体中光合膜的主要成分。至少三套并行的酶参与其生物合成，必须协调响应不断变化的生长条件。影响不同 galactoglycerolipid 通路的活性蛋白的潜在候选人是最近描述的 digalactosyldiacylglycerol1 (dgd1) SUPPRESSOR1 (DGS1) 的拟南芥 (拟南芥) 本地化中线粒体的外膜蛋白。人们发现基于特定的增益的函数点突变等位基因，dgs1-1，导致 dgd1 突变，这是有缺陷的脂质转移，DGD1 中的叶绿体 galactoglycerolipid 缺部分恢复。Dgs1-1 等位基因原因导致激活叶绿体中替代、 独立于 DGD1 的 galactoglycerolipid 生物合成途径的氢过氧化物的积累。这里介绍的分析表明 DGS1 蛋白是大型的蛋白复合物，其中解释了以前观察到表后的 dgs1-1 等位基因的表达的主导消极型的一个组成部分。Dgs1-1 等位基因会导致线粒体交替氧化酶 (AOX) 蛋白可能与相关的 dgs1-1 突变体背景中的过氧化氢积累的损失。这种效果是转录后水平，因为为主要形式的 AOX mRNA 水平不受影响 dgs1-1 突变体幼苗。与 dgs1-1，损失的函数等位基因，不同的是 dgs1-2，并不影响植物生长、 AOX 和脂质组成的范围内进行测试，离开寻求可能的分子 DGS1 功能打开。显然，DGS1 野生型蛋白并不直接影响线粒体或叶绿体中的脂质代谢。
拟南芥 TGD 蛋白介导的脂质运输是单向从内质网向质体。
血脂内质网 (ER) 与拟南芥质之间交接的 TRIGALACTOSYLDIACYLGLYCEROL （TGD） 的蛋白质。脂质交换被认为是双向基于特定脂质分子物种在拟南芥突变体中的 ER 和质膜脂脂肪酸去饱和受损的存在。然而，还不清楚是否 TGD 蛋白质所需的脂贩运的两个方向。这个问题是通过双突变体 tgd1-1 或 tgd4-3 中导致脂质脂肪酸去饱和 ER (fad2) 或质 (fad6) 中的缺陷的遗传突变体背景分析。Fad6 tgd1-1 和 fad6 tgd4-3 双突变体显示大幅削减的相对水平和 galactolipids 的多不饱和脂肪酸。这些植物的生长和光合膜系统的发展被严重损害，建议导入过程中的多不饱和脂肪酸含脂质物种从急诊室的中断。此外，tgd1-2 dgd1 突变体背景中的转发遗传屏幕导致分离的新 fad6 2 等位基因与 digalactosyldiacylglycerol 显著减少。相比之下，fad2，影响脂肪酸脱饱和的血脂在急诊室，到两个 tgd 突变背景介绍不进一步降低血脂中的 extraplastidic 膜的脂肪酸去饱和的水平。这些结果表明 TGD 蛋白质的作用仅限于质脂导入，但不适用于脂出口从到 extraplastidic 膜质体。
抗冻性植物，需要在外叶绿体膜脂重塑。
植物显示复杂适应冻结，防止细胞损伤引起细胞脱水。在脱水过程重塑的脂质是细胞膜的打击损失膜完整性和细胞死亡的关键机制之一。敏感到冻结 2 (SFR2) 基因基本冻结在拟南芥，容忍对乳糖重塑外叶绿体信封膜酶进行编码。SFR2 processively 转移半乳糖残留物从丰富的 monogalactolipid 到不同乳糖受众形成 oligogalactolipids 和甘油二酯，又进一步转换为甘油三酯。SFR2 和甘油三酯合成的酶的联合的活动从信封膜、 双层-向非-双层类脂膜成膜脂比例改导致 monogalactolipids 的去除。这种基于 SFR2 的机制对细胞器体积的变化进行补偿和冻结过程中稳定膜。
莱茵衣藻后氮剥夺誊本丰度变化预测引水的代谢。
像许多微藻，莱茵衣藻形成富含甘油三酯的脂液滴时养分被剥夺。若要开始学习基础这一进程的机制，氮 (N) 剥夺被用来诱使甘油三酯积累和发展程序如配子的变化。作为研究分子的变化，促进或陪同在遇到一个新的养分环境的细胞中的甘油三酯积累第一种办法被应用诱导和 noninduced 的条件下成绩单比较全球分析。实现这一目标，高通量测序技术用来生成大量的表达的序列标签的 8 个生物独立库，为每个条件，充满 N 四和 N 被剥夺，使正确的统计比较的两个测试条件下的表达水平。不出所料，N 剥夺激活控制基因的配子时向下调节蛋白质生物合成的一个子集。组件的光合作用基因也下调，但公安局基因。N 剥夺导致代谢明显重定向： 主要碳源、 醋酸酯、 不再转换为单元格构建基块的乙醛酸循环和新陈代谢，但没有注入直接到生物合成脂肪酸。膜重塑，一个进程，建议的谈话内容丰富的假定脂酶基因中观察到的变化可能产生额外的脂肪酸。对代谢基于转录分析推论是间接的但生化实验支持上述扣除的部分。此处提供的数据代表机制的微藻油气勘探的丰富来源。
Galactoglycerolipid 代谢胁迫下的： 重塑的时间。
Galactoglycerolipids 是叶绿体膜的脂质主要构造块，并对植物的生长至关重要。植物叶绿体港口负责大部分的 galactoglycerolipid 生物合成的 UDP Gal 相关脂质 galactosyltransferases 一本构套。一套 paralogs 的被诱导磷酸匮乏，导致重构的 extraplastidic 膜与替代部分的 phosphoglycerolipid digalactosyldiacylglycerol 的响应。第三种类型的 galactoglycerolipid 生物合成的酶，独立于 UDP 的 Gal galactoglycerolipid 转移，是最近表现出参与抗冻。在这里，我们看看如何理解这些多个酶集由叶绿体中的 galactoglycerolipid 生物合成的调控是迅速发展和讨论的脂质重塑多样的非生物胁迫响应越来越认识到的作用。
拟南芥叶绿体脂质转运蛋白 TGD2 扰乱膜，是一个大型复杂的一部分。
大多数植物的光合体膜程序集需要脂质前体合成在内质网 (ER)。因此，从急诊室到叶绿体血脂运输是弱光的生物发生的必要条件。TGD2 是所需的脂导入到叶绿体的拟南芥中的四种蛋白之一，也是发现要绑定磷脂酸体外。但是，函数 TGD2 体内的磷脂酸绑定和膜与 TGD2 相互作用的意义尚不清楚。我们发展探讨 TGD2 如何影响体外的脂双层的三个功能性分析，显示影响了地球的融合点膜、 脂质体泄漏会导致和脂质双层中的重新分配。通过发现和归纳五新突变体等位基因，我们表明这些函数有损于特定突变体体内脂质表型。在结构层面，我们表明 TGD2 的蛋白复合物大于 500 kDa，形成的在两个突变基因，表明此 TGD2 含有复杂的生物相关性打乱了一部分。基于提供的数据，我们建议 TGD2，作为一部分的一个更大的复杂，形成内部和外部的叶绿体信封膜，立足于内被膜和外膜中的其 C 总站绑定磷脂酸及其 N 总站之间的脂质运输管道。
心磷脂缺陷假单胞菌在改变脂质膜和细胞色素氧化酶结晶，但维持的结构和功能。
最近许多研究突出血脂的膜蛋白，包括在有序的晶体的形成中的重要性。检查对血脂和生产、 函数和内在膜蛋白、 细胞色素 c 氧化酶结晶的变化一脂质、 心磷脂，影响我们突变心磷脂 (cls) 合成酶基因的球形，导致 > 其他血脂的丰度心磷脂含量体内和选择性变化减少 90%。在这些情况下，制作了完全本机细胞色素 c 氧化酶 （CcO），其活动、 光谱性质和晶体特征所示。进行质谱串联质谱 (MS/MS) 的分析结果表明 CcO 晶体，在膜中的心磷脂水平已大大降低。目前在晶体中的脂质物种使用 MS MS，记录他们的身份和脂肪酸链组成的首次直接进行分析。· 葛仙米 CcO （主要是 18： 1） 在心磷脂的脂肪酸含量不同于哺乳动物 CcO （18： 2）。与哺乳动物的赞助活动的心磷脂依赖性，在钢筋葛仙米心磷脂的主要消耗不影响 CcO 结构或行为，在此系统中细菌暗示更为宽容的心与其他脂质磷脂的交汇处的任何方面。
组合遗传和代谢操纵的球形血脂水平揭示了非磷脂中充分活跃的细胞色素 C 氧化酶的替换。
在许多以前的研究，在哺乳动物的系统中使用主要体外脂质去除方法据报血脂、 特别是心磷脂 (CL)、 细胞色素 c 氧化酶 （CcO） 的具体要求。我们的附带文件显示 CcO 生产的显著 CL 耗尽球形红葛仙米显示在所有方面，可能允许通过定量替换其他负电荷的血脂水平与野生型属性。若要进一步检查钢筋葛仙米 CcO 的脂质要求和互换性血脂的程度的结构基础，我们雇用提高 CcO 表示株体内使用 CL 缺陷突变除磷限制培养液的钢筋葛仙米的血脂改变代谢途径。引人注目的是，纯净的 CcO 生产仍保持野生型功能和特性，尽管更大枯竭的心磷脂的单独的 CL 缺陷突变体相比这些条件下 （探测不到的 MS) 和急剧地改变所有磷脂和非磷脂的配置文件。脂质膜和纯净的 CcO 确定并量化的 ESI 和进行质谱质谱法和质谱。这些表明发生重大变化的脂类分子结构比较灵活的脂质的要求 CcO 从钢筋葛仙米提供结构基本原理的新见解，并揭示了更全面的可互换性网络之间不同的磷脂和非磷脂。
在莱茵衣藻的系统生物学方法揭示了铜的营养与代谢的多个步骤之间的连接。
在这项工作，我们查询莱茵衣藻铜 regulon 在全基因组水平。我们 RNA Seq 数据模拟和分析管道验证二折截止和 10 RPKM （每 kilobase 可映射长度每百万映射读取读取) (~ 1 每个单元格中的 mRNA） 揭示 63 CRR1 目标再加上另一个 86 铜反应基因。蛋白质组学和免疫印迹法分析捕获了相应的蛋白质，其丰度也是依赖于铜营养、 验证作为主要控制机制，在莱茵衣藻的铜信号转录调控的 25%。铜缺乏对几种依赖于 O₂ 的酶表达的影响包括脂质修改路径中的步骤。定量血脂表示增加的 polyunsaturation 的脂肪酸类囊体膜膜 digalactosyldiglycerides，表明铜缺乏对光合机构对全球的影响上。推定质体铜伴侣和类囊体膜中的膜蛋白酶的发现表明阻止铜利用叶绿体中的机制。我们还发现的铜盘中 N 同化途径示例： 黄素依赖备份酶法制备铜胺氧化酶的更换。40%的目标是铜的以前无的蛋白质，指示生物学新发现的巨大潜力。
通过转移从淀粉油在转基因拟南芥中的合成碳增加营养组织的能量密度。
由工程植物组织中的甘油三酯 （标签） 的积累增加生物质的能量密度是协同努力，通过转变的木质纤维素生物质生产生物燃料。通常情况下，标记中发展种子、 积和有关的监管机制和防止油合成植物组织中大多数植物的控制因素所知甚少。在这里，我们制造出拟南芥 ectopically albert 转录因子 WRINKLED1 (WRI1) 参与种子油生物合成的调节。此外，我们减少的 APS1 编码的 ADP 葡萄糖 pyrophosphorylase 参与使用 RNAi 方法淀粉生物合成的小亚基主要催化鼻息肉的表达式。由此产生的 AGPRNAi WRI1 行积累少淀粉和更多己糖。此外，这些线制作植物与 WRI1 或 AGPRNAi 仅比植物组织中的 5.8-fold 更多石油。丰富的油滴被植物组织中可见。标记分子物种所载长链脂肪酸，类似于那些种子油中发现。在 AGPRNAi WRI1 行，相对表达水平的蔗糖合成酶 2 是大大提升和与糖的水平相关。相对的编码参与 de novo 脂肪酸合成、 生物素羧基载体蛋白异构体 2 和酰基载体蛋白 1、 的 plastidic 蛋白的基因表达也被升高。标记相比整体能量密度对淀粉的相对贡献增加 9.5-fold 的一个 AGPRNAi-WRI1 转基因线符合改变碳从淀粉分区到油。
J 样蛋白影响脂肪酸组成的拟南芥叶绿体血脂水平。
全面了解的脂质和脂肪酸代谢机械是生产所需的优化油脂和脂肪酸的燃料、 工业原料和植物营养改善。T-DNA 突变体差注明 At1g08640 被发现含有较高级别 （50-100%) 的拟南芥基因 16∶1Δ7 和 18∶1Δ9 叶脂肪酸和微妙减少 (5-30%） 的 16∶3 和 18∶3 （http://www.plastid.msu.edu/）。叶极性脂中脂肪酸的薄层色谱分离表明叶绿体 galactolipids monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) 和 digalactosyldiacylglycerol (DGDG) 受此突变的主要脂质类型。At1g08640 的推断的氨基酸序列分析预测过境肽的存在、 三个跨膜域和 N 终端 J 样域和基因被命名 CJD1 为叶绿体 J 样域 1。绿色荧光蛋白基因记者实验与体外叶绿体导入检测表明 CJD1 是叶绿体膜蛋白。拟南芥 cDNA 文库筛选酵母-2-杂交 (生命) 认定饵 plastidial 内部包络蛋白 （积累和叶绿体 6 复制 ARC6） 作为生命检测中的主要交互伙伴使用 CJD1 的类似 J 的域。ARC6 司叶绿体中发挥核心作用，并通过与相邻的保守区域，其功能不完全了解自己 J 样域绑定 CJD1。这些结果提供一个起始点，为今后的调查，在 CJD1 突变对脂质成分的影响。
TGD4 参与到叶绿体内质网脂贩运是磷脂酸结合蛋白。
合成的 galactoglycerolipids，这是普遍存在的光合膜，涉及在内质网 (ER) 和叶绿体信封膜的酶。Trigalactosyldiacylglycerol (TGD) 蛋白在拟南芥中的遗传分析表明在极地脂质转移中的作用从急诊室到叶绿体。TGD1，2 和 3 的蛋白类似于细菌类型 ATP 结合盒式磁带 （ABC） 转运蛋白，与 TGD1 的组件表示基体结合蛋白与 TGD3 ATPase 的 permease、 TGD2。然而，TGD4 蛋白在此过程中的功能是不太清楚，其位置在植物细胞仍以坚定的决心。TGD4 的预测的 C 终端 β 桶结构是弱类似于革兰阴性菌外膜蛋白。在这里，我们表明，像 TGD2，TGD4 蛋白时专门到 DsRED 融合将绑定磷脂酸 (PtdOH)。如先前所示 tgd1 突变体，tgd4 突变体具有提升的 PtdOH 的内容，可能在 extraplastidic 膜。使用高度纯净和特定抗体来探索不同的单元格的分数，我们表明 TGD4 蛋白是存在于叶绿体，外层信封膜似乎要被深埋在除 N-总站，发现暴露于细胞质液膜内。建议 TGD4 是要么直接参与转让的极性脂，可能是从急诊室外叶绿体信封膜或通过外层信封膜转让的 PtdOH PtdOH。
脂质滴蛋白的微与职能部分类似植物 Oleosins。
作为动态的动物中的液滴脂质 （LDs） 我们理解，植物和真菌细胞正在迅速演变，仍了解甚少的形成与这些细胞器微藻的营业额。尚未与藻类原料生产的生物燃料和价值高血脂的日益重要性，是需要了解的微藻 LD 动力学机制。因此，我们调查与新兴 heterokont 模型藻微 sp LDs 相关联的蛋白质和丰富疏水脂液滴表面蛋白质 (LDSP) 发现唯一的主序列，但与其他 LD 蛋白质结构相似之处。LDSP 丰度的微细胞在成藏条件及石油降解期间密切跟踪量甘油三酯。LDSP 拟南芥南芥油体蛋白 1 缺陷突变体的功能鉴定及其与 LDs 从其生理或生化活动的相互作用中允许分离其物理结构的属性。虽然在拟南芥 LDSP 存在可以预见的是影响 LD 大小，但它不能够扭转油体蛋白缺乏症的生理影响对甘油三酯水解期间萌发。
紫菜膜转运蛋白的分析表明光合真核细胞和大量钠耦合运输系统之间的基因转移。
膜转运蛋白依赖的离子和有机分子细胞车厢之间以及环境与单元格之间移动的许多细胞过程中发挥中心作用。转运蛋白有好特点在植物和绿色的海藻，但有关转运或红藻在其进化历史知之甚少。在这里我们研究了 482 表达的序列标签 (EST) contigs 假定膜转运体在经济上重要的红色海藻紫菜藻 Bangiophyceae） 中对其进行编码。这些 contigs 是从紫菜动脉血和紫菜菊全面转录组数据集的一部分。使用 phylogenomics，我们确定了支持预期的翅的红色和绿色的海藻/植物 （即足底假说） 的 30 棵树和显示的 endosymbiotic/水平基因证据的 19 EST contigs 转让涉及 stramenopiles。分析 contigs （77%） 大多数编码转运蛋白与未解决的 phylogenies，证明很难解决的基因的进化历史。我们观察到的分子特性的许多钠耦合的运输系统的海洋藻类和潜在的紫菜转运蛋白基因与生物合成脂肪酸和脂质贩运相关联的作法。虽然编码蛋白的组织特异性和亚细胞位置需要进一步调查，我们的研究提供了运输职能和新型洞察的生物学和这些转运体的演变与相关联的红藻基因候选人。
