The ClpP peptidase is a major constituent of the proteolytic machinery of bacteria and organelles. The chloroplast ClpP complex is unusual, in that it associates a large number of subunits, one of which (ClpP1) is encoded in the chloroplast, the others in the nucleus. The complexity of these large hetero-oligomeric complexes has been a major difficulty in their overproduction and biochemical characterization. In this paper, we describe the purification of native chloroplast ClpP complex from the green alga Chlamydomonas reinhardtii, using a strain that carries the Strep-tag II at the C-terminus of the ClpP1 subunit. Similar to land plants, the algal complex comprises active and inactive subunits (3 ClpP and 5 ClpR, respectively). Evidence is presented that a sub-complex can be produced by dissociation, comprising ClpP1 and ClpR1, 2, 3 and 4, similar to the ClpR-ring described in land plants. Our Chlamydomonas ClpP preparation also contains two ClpT subunits, ClpT3 and ClpT4, which like the land plant ClpT1 and ClpT2 show 2 Clp-N domains. ClpTs are believed to function in substrate binding and/or assembly of the two heptameric rings. Phylogenetic analysis indicates that ClpT subunits have appeared independently in Chlorophycean algae, in land plants and in dispersed cyanobacterial genomes. Negative staining electron microscopy shows that the Chlamydomonas complex retains the barrel-like shape of homo-oligomeric ClpPs, with 4 additional peripheral masses that we speculate represent either the additional IS1 domain of ClpP1 (a feature unique to algae) or ClpTs or extensions of ClpR subunits.

中文翻译：

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莱茵衣藻叶绿体 ClpP 复合物的纯化：额外的亚基和结构特征。

ClpP 肽酶是细菌和细胞器蛋白水解机制的主要成分。叶绿体 ClpP 复合体是不寻常的，因为它与大量亚基相关联，其中一个 (ClpP1) 在叶绿体中编码，其他在细胞核中编码。这些大型异源寡聚复合物的复杂性一直是其过量生产和生化表征的主要困难。在本文中，我们描述了从绿藻莱茵衣藻中纯化天然叶绿体 ClpP 复合物，使用的菌株在 ClpP1 亚基的 C 末端携带 Strep-tag II。与陆地植物类似，藻类复合体包含活性和非活性亚基（分别为 3 个 ClpP 和 5 个 ClpR）。提供的证据表明，可以通过解离产生子复合物，包括 ClpP1 和 ClpR1、2、3 和 4，类似于陆地植物中描述的 ClpR 环。我们的衣藻 ClpP 制剂还包含两个 ClpT 亚基 ClpT3 和 ClpT4，它们与陆地植物 ClpT1 和 ClpT2 一样显示 2 个 Clp-N 结构域。据信 ClpT 在两个七聚体环的底物结合和/或组装中发挥作用。系统发育分析表明，ClpT 亚基独立出现在绿藻、陆生植物和分散的蓝藻基因组中。负染色电子显微镜显示衣藻复合体保留了同源寡聚 ClpP 的桶状形状，我们推测有 4 个额外的外围团块代表 ClpP1 的额外 IS1 域（藻类独有的特征）或 ClpT 或 ClpR 的延伸亚单位。我们的衣藻 ClpP 制剂还包含两个 ClpT 亚基 ClpT3 和 ClpT4，它们与陆地植物 ClpT1 和 ClpT2 一样显示 2 个 Clp-N 结构域。据信 ClpT 在两个七聚体环的底物结合和/或组装中发挥作用。系统发育分析表明，ClpT 亚基独立出现在绿藻、陆生植物和分散的蓝藻基因组中。负染色电子显微镜显示衣藻复合体保留了同源寡聚 ClpP 的桶状形状，我们推测有 4 个额外的外围团块代表 ClpP1 的额外 IS1 域（藻类独有的特征）或 ClpT 或 ClpR 的延伸亚单位。我们的衣藻 ClpP 制剂还包含两个 ClpT 亚基 ClpT3 和 ClpT4，它们与陆地植物 ClpT1 和 ClpT2 一样显示 2 个 Clp-N 结构域。据信 ClpT 在两个七聚体环的底物结合和/或组装中发挥作用。系统发育分析表明，ClpT 亚基独立出现在绿藻、陆生植物和分散的蓝藻基因组中。负染色电子显微镜显示衣藻复合体保留了同源寡聚 ClpP 的桶状形状，我们推测有 4 个额外的外围团块代表 ClpP1 的额外 IS1 域（藻类独有的特征）或 ClpT 或 ClpR 的延伸亚单位。据信 ClpT 在两个七聚体环的底物结合和/或组装中发挥作用。系统发育分析表明，ClpT 亚基独立出现在绿藻、陆生植物和分散的蓝藻基因组中。负染色电子显微镜显示衣藻复合体保留了同源寡聚 ClpP 的桶状形状，我们推测有 4 个额外的外围团块代表 ClpP1 的额外 IS1 域（藻类独有的特征）或 ClpT 或 ClpR 的延伸亚单位。据信 ClpT 在两个七聚体环的底物结合和/或组装中发挥作用。系统发育分析表明，ClpT 亚基独立出现在绿藻、陆生植物和分散的蓝藻基因组中。负染色电子显微镜显示衣藻复合体保留了同源寡聚 ClpP 的桶状形状，我们推测有 4 个额外的外围团块代表 ClpP1 的额外 IS1 域（藻类独有的特征）或 ClpT 或 ClpR 的延伸亚单位。