水稻（Oryza sativa）作为一种重要的粮食作物，其生长与发育过程受多种基因和调控机制的复杂影响。在这些基因中，PPR蛋白（Pentatricopeptide Repeat Protein）是一类广泛存在于植物中的关键蛋白质家族，主要负责调控线粒体和叶绿体中的RNA代谢，并参与植物的光合作用、呼吸作用、花粉育性及胚乳发育等重要生物过程。

OsCPPR1是水稻中一个细胞质定位的PPR蛋白，拥有16个PPR基序，能够特异性结合并降解GOLDEN2-LIKE1（OsGLK1）转录本，进而影响水稻花粉的正常发育。然而，OsCPPR1如何识别并结合OsGLK1 mRNA，以及调控其表达水平的具体机制仍然是科学研究的一大难题。

庄楚雄研究员团队的研究揭示了OsCPPR1在水稻花粉发育中的功能，但其RNA识别和结合的具体作用机制尚不明确。近期，华南农业大学发表的研究通过解析OsCPPR1蛋白的结构，揭示了其RNA识别与结合机制，为理解植物生长与发育中的分子调控提供了新思路。

OsCPPR1蛋白的RNA识别及结合特性研究不仅有助于阐明水稻基因表达调控的机制，还有助于提高水稻的产量和抗逆性，具有重要的科学意义和应用价值。

研究采用了分子对接、圆二色谱及RNA-EMSA等多种技术手段分析OsCPPR1的特性，结果表明，OsCPPR1的保守氨基酸和结构特征在完整的PPR重复序列中，特别是第5位的氨基酸残基负责对单链RNA碱基的特异性识别。为进一步分析每个PPR重复序列对结合活性及靶RNA识别的影响，研究中突变了每个PPR基序中的第5位氨基酸，以评估其结合活性。

结果显示，OsCPPR1的C端PPR重复基序相比N端更为保守，且截断的OsCPPR1变体导致α螺旋数和螺旋间角度的不同变化。此外，OsCPPR1的不同版本展现了不同的RNA相互作用活性，提示PPR重复基序与靶RNA结合的活性存在密切关系。

研究利用大分子对接实验分析了完整OsCPPR1、截断变体和突变体的RNA结合活性。结果显示，第5位氨基酸的突变显著影响了RNA结合能力，并且不同的OsCPPR1变体与RNA结合的位点并不一致。进一步的RNA-电泳迁移实验（EMSA）则表明，缺乏N端PPR基序的OsCPPR1展现出比缺乏C端PPR基序的OsCPPR1更强的结合活性，进一步验证了C端在结合活性中的重要性。

此外，通过在野生型和OsCPPR1过表达植株中进行RLM-5′RACE实验，研究发现两者的OsGLK1 mRNA切割模式位点相似，且其分布较为分散。这表明，OsCPPR1可能只是优先与靶RNA结合，其切割活性可能需要其他辅助因子，未来研究需进一步探讨。

综上所述，本研究通过结构分析和大分子对接实验揭示了水稻OsCPPR1蛋白在RNA识别及结合特性方面的结构基础与功能特性，深入探讨其在水稻基因表达调控中的重要作用。这项研究深化了我们对PPR蛋白家族的理解，为通过分子育种手段优化水稻的基因表达调控网络提供了新的科学依据。

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