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RNA编辑是一类转录后修饰，主要通过碱基的插入、删除或替换，产生RNA转录本不同于原始DNA的编码序列，改变成熟RNA上的遗传信息，引起下游编码氨基酸序列的改变。在开花植物的叶绿体和线粒体中，RNA编辑将胞嘧啶C转变为尿嘧啶U。目前，已有一系列RNA编辑因子被鉴定，包括PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白家族、MORF(multiple organellar RNA-editing factors)蛋白家族(又称RIP，RNA-editingfactorinteractingprotein)。PPR是一类超大蛋白家族，分为P-type和PLS-type。研究表明，PLS-typePPR蛋白作为反式作用因子，特异性识别靶标RNA的顺式作用元件。MORF是一类新鉴定的参与细胞器RNA编辑的蛋白家族。PLS-typePPR和MORF被认为是植物细胞器RNA编辑体的核心成员。然而，参与RNA编辑的MORF蛋白的实际功能仍不清楚，MORF与PLS-typePPR的结构及二者在RNA编辑体中的协作机制依然未知。
针对该科学问题，本文首先利用酵母双杂交技术筛选了叶绿体MORF与PPR的互作关系，体外表达纯化了MORF/PPR蛋白复合物，生化实验表明MORF9可增强天然PPR蛋白LPA66的RNA结合能力。在此基础上，我们利用X射线晶体学手段解析了拟南芥叶绿体的MORF9、MORF2的三维结构。为进一步探究MORF蛋白的作用机理，我们尝试解析MORF-PPR复合物的晶体结构。但由于天然PPR蛋白的性质较差，我们做了大量的结晶尝试和优化，仍然没有解析MORF/PPR蛋白复合物的结构。为克服该困难，我们基于天然PPR蛋白的保守序列，人工设计了一个(PLS)3PPR蛋白，该蛋白与MORF9互作，且MORF9可显著地增强(PLS)3PPR的RNA结合能力，表明人工设计的(PLS)3PPR与天然的PPR功能相似。鉴于此，我们解析了MORF9/(PLS)3PPR复合物的晶体结构，发现MORF9通过诱导(PLS)3PPR的结构变化，从而增强(PLS)3PPR的RNA结合能力，阐明了MORF9调控PPR/RNA互作的分子机制。我们的研究不仅首次鉴定了MORF蛋白在叶绿体RNA编辑中发挥作用的分子机制，而且解析了RNA编辑体核心复合物组装和发挥作用的功能模型。
针对该科学问题，本文首先利用酵母双杂交技术筛选了叶绿体MORF与PPR的互作关系，体外表达纯化了MORF/PPR蛋白复合物，生化实验表明MORF9可增强天然PPR蛋白LPA66的RNA结合能力。在此基础上，我们利用X射线晶体学手段解析了拟南芥叶绿体的MORF9、MORF2的三维结构。为进一步探究MORF蛋白的作用机理，我们尝试解析MORF-PPR复合物的晶体结构。但由于天然PPR蛋白的性质较差，我们做了大量的结晶尝试和优化，仍然没有解析MORF/PPR蛋白复合物的结构。为克服该困难，我们基于天然PPR蛋白的保守序列，人工设计了一个(PLS)3PPR蛋白，该蛋白与MORF9互作，且MORF9可显著地增强(PLS)3PPR的RNA结合能力，表明人工设计的(PLS)3PPR与天然的PPR功能相似。鉴于此，我们解析了MORF9/(PLS)3PPR复合物的晶体结构，发现MORF9通过诱导(PLS)3PPR的结构变化，从而增强(PLS)3PPR的RNA结合能力，阐明了MORF9调控PPR/RNA互作的分子机制。我们的研究不仅首次鉴定了MORF蛋白在叶绿体RNA编辑中发挥作用的分子机制，而且解析了RNA编辑体核心复合物组装和发挥作用的功能模型。