辅酶Q是普遍存在于原核生物和真核生物的脂溶性醌类化合物,在呼吸链中行使传递电子的功能。在酿酒酵母中,已发现至少有11个蛋白直接参与辅酶Q的生物合成(Coq1p-Coq11p),除了发挥催化作用的酶以外,其他辅助性蛋白对于辅酶Q的合成也是必不可少的。酵母辅酶Q合成途径脂结合蛋白Coq9p是复合体Q的重要组成部分,是Coq6p和Coq7p行使羟化功能所必需。人体中COQ9基因突变导致严重的代谢紊乱,COQ9蛋白的缺失伴随着COQ7的显著降低,导致COQ7底物的大量积累。已报道拟南芥的COQ9蛋白不能回补粟酒裂殖酵母的缺失突变株,目前还不确定植物的COQ9是否参与辅酶Q的合成。我们对AtCOQ9进行了以下研究:1.序列比对和系统发育分析表明,COQ9蛋白在原核生物和真核生物中高度保守。2.将AtCOQ9启动子与GUS融合后发现,在拟南芥7天、14天幼苗,4周莲座叶以及幼嫩花序中均检测到GUS活性。利用q RT-PCR技术进一步检测AtCOQ9在拟南芥6种不同组织(幼苗、叶片、茎、花序、角果和种子)中的表达水平。AtCOQ9在种子中的表达水平最高,这与辅酶Q在拟南芥种子中含量最高的分布模式是相似的。3.亚细胞定位实验发现,AtCOQ9定位于线粒体,表明其可能参与线粒体辅酶Q的合成。此外,还发现AtCOQ9在叶绿体也有分布,意味着其可能还参与叶绿体内代谢途径。4.构建了酵母coq9温度敏感型突变株,证明AtCOQ9能够回补coq9温度敏感型突变株的生长和辅酶Q的合成,表明AtCOQ9与酵母的Coq9p功能具有一定的保守性。5.进一步研究AtCOQ9在植物体内的功能,利用CRISPR/Cas9技术获得3个突变株系。经检测突变株系辅酶Q的含量下降为野生型的三分之一,说明在拟南芥中AtCOQ9蛋白对于辅酶Q的合成至关重要。综上,植物的COQ9蛋白与酵母Coq9p功能具有一定的保守性,COQ9蛋白在植物中也参与辅酶Q的合成。本研究为真核生物辅酶Q生物合成途径的进一步解析和辅酶Q合成途径的进化分析奠定理论基础。