Обнаружен транспорт сахара через растительные аквапорины
Исследователи из Университета Аделаиды впервые наблюдали транспорт сахарозы через растительные аквапорины, что бросает вызов устоявшемуся мнению о неспособности этих белков переносить молекулы сахара.
Ключевое открытие
- Аквапорины, известные как переносчики воды через мембраны клеток растений, могут транспортировать более крупные молекулы, такие как сахароза.
- Наблюдение сделано на белке HvNIP2;1 — Nodulin 26-like Intrinsic Protein из ячменя.
- Открытие расширяет понимание роли аквапоринов в биологии растений.
Методология
Для доказательства использовался междисциплинарный подход:
- Нанобиотехнология, электрофизиология, белковая химия, моделирование белков и вычислительная химия.
- Интеграция экспериментальных и теоретических данных с филогеномикой (~3000 аквапоринов).
- Молекулярно-динамическое моделирование HvNIP2;1 и аквапорина шпината.
Значение и перспективы
- HvNIP2;1 имеет изменённые структурные характеристики, позволившие ему транспортировать сахариды.
- Исследование показывает, что необходимо пересмотреть представления о спектре молекул, переносимых разными аквапоринами (вода, ионы, борная кислота, сахароза).
- Вода может быть вторичной по важности для некоторых аквапоринов, либо возможен котранспорт воды и других молекул.
- Понимание свойств аквапоринов критически важно для биоинженерии с целью создания белков с улучшенными характеристиками (специфичность к субстрату, термостабильность).
- Аквапорины — привлекательные мишени в сельскохозяйственной биотехнологии для повышения питательной ценности культур и исключения токсичных элементов, что напрямую влияет на качество и устойчивость производства пищи.
Исследование опубликовано в Journal of Biological Chemistry.