质体是植物细胞特有的细胞器，其生理活动所需的大多数蛋白都由核基因编码的。这些核基因编码的蛋白首先由细胞质中的游离核糖体以“前体蛋白”的形式进行合成，而后经质体膜上的TOC/TIC复合体转运进入质体。前体蛋白由N端的转运肽及其后的存留肽所构成，在前体蛋白进入质体后，转运肽被切割分离而保留下来的存留肽最终成熟为质体蛋白。体外实验表明，TOC/TIC复合体转运通道的直径仅约为30?，这提示大部份前体蛋白仅能以未折叠或者未充分折叠的状态通过该通道。由此，人们推测细胞中可能存在某种抑制前体蛋白成熟的机制。目前，并无研究报道这种抑制机制是否真的存在？如果这种抑制机制不存在，那么前体蛋白又是如何维持可输入状态的？
　　在本研究中，我们首先测试了热休克蛋白70是否能介导前体蛋白的折叠抑制。在无质体的拟南芥精细胞中，表达的人工前体蛋白能最终折叠成熟。在此背景下，我们表达了热休克蛋白HSC70-4和HSC70-5以测试热休克蛋白是否能抑制前体蛋白的折叠。结果表明：热休克蛋白并不抑制前体蛋白的成熟。这提示精细胞中并不存在抑制前体蛋白成熟的机制。其次，利用AtATG8A/AtATG4B切割体系，我们测试了在包含质体的体细胞中，前体蛋白是否能够成熟？研究结果表明：转基因株系中表达的融合蛋白CPA-mCherry-AtATG8A-GFP-H2B，CPB-mCherry-AtATG8A-GFP-H2B和RBCS-mCherry-AtATG8A-GFP-H2B都能被植株自身表达的AtATG4切割而导致细胞核仅呈现绿色荧光，这表明转运肽后的AtATG8A能够于细胞质中折叠成熟。同时，我们也获得了atg4a4b双突背景下的转基因系35S:AtATG8A-RBCS-GFP(atg4a4b)，并在此转基因植物中表达了融合蛋白CPA-mCherry-AtATG4B，CPB-mCherry-AtATG4B和RBCS-mCherry-AtATG4B。我们观察到这些植物中的质体呈现GFP荧光，表明融合蛋白中的AtATG4B能够成熟并切割AtATG8A-RBCS-GFP，再次暗示存留肽能够在体细胞质中折叠成熟。因此，这些结果暗示细胞中并也不存在抑制前体蛋白成熟的机制。
　　为进一步探索前体蛋白是如何在细胞中维持可输入状态的，我们产生了一系列RBCS转运肽截短的前体蛋白RBCS-GFP-H2B，SRBCS1-GFP-H2B，SRBCS2-GFP-H2B，SRBCS3-GFP-H2B，SRBCS4-GFP-H2B和SRBCS5-GFP-H2B。研究发现，随着转运肽变短，前体蛋白由专一的质体定位逐渐转变为专一的核定位，这表明功能完整的转运肽对于前体蛋白忠实的质体定位至关重要。在对突变转运肽的研究中，我们发现从头合成的融合蛋白NtRBCSAla-GFP-H2B和从mCherry-AtATG8A’-NtRBCSAla-GFP-H2B切割而来的NtRBCSAla-GFP-H2B呈现不同的细胞器定位：从头合成的NtRBCSAla-GFP-H2B呈现质体和细胞核的双定位，而切割而来的NtRBCSAla-GFP-H2B仅呈现质体定位，这表明氨基酸突变导致了部分转运肽成熟速度变慢而致使其后的H2B能够介导细胞核的定位。我们同时还发现，在突变的转运肽前增加一个由6个氨基酸构成的多肽又能恢复从头合成的NtRBCSAla-GFP-H2B专一的质体定位，这表明短肽的存在能够帮助突变转运肽的快速折叠。综上，这些结果表明转运肽的快速折叠在维持质体前体蛋白忠实的质体定位中起着重要的作用。
　　基于上述两方面实验结果，我们提出新的模型来解释质体前体蛋白是如何维持可输入状态的，即转运肽与存留肽的相对折叠速度维持了前体蛋白的可输入状态。这个模型不仅能解释细胞质中存留肽可以成熟的实验结果，也能解释转运肽折叠变慢后而出现的非专一质体定位的结果，对于我们理解质体前体蛋白的转运状态提供了重要的信息。