Обнаружены два редокс-каскада, регулирующие функцию хлоропластов и способствующие выживанию растений

Хлоропласты эволюционировали для адаптации к изменениям световых условий. Традиционно считалось, что тиол-зависимая система редокс-регуляции в них поддерживается исключительно каскадом ферредоксин-тиоредоксин редуктазы (FTR)/тиоредоксина (Trx).

Новое исследование Ёсиды и Хисабори выявило второй, альтернативный путь, который функционирует совместно с FTR/Trx. Учёные показали, что NADPH-Trx редуктаза C (NTRC) — уникальный редокс-медиатор, содержащий как домен NADPH-Trx редуктазы, так и домен Trx, — играет особую роль в регуляции функций хлоропластов.

Ключевые открытия:

• С помощью NTRC-аффинной хроматографии были идентифицированы мишени NTRC в хлоропластах шпината.
• NTRC и белки Trx имеют частично перекрывающиеся мишени, но различаются по аффинности взаимодействия и восстановительной активности.
• NTRC специфически связывается с белком Trx-z и передаёт ему восстановительную силу.
• Делеция NTRC приводит к формированию светло-зелёных листьев, что указывает на её важную роль в росте растений.
• Дальнейшее нарушение накопления FTR в условиях автотрофного роста оказалось летальным, подчёркивая критическую важность согласованной активности обоих путей для жизнеспособности растений.

Значение:

Эти две редокс-системы получают сигналы из разных источников: путь FTR/Trx зависит исключительно от светозависимого транспорта электронов при фотосинтезе, а NTRC может функционировать даже в темноте. Их совместная работа позволяет передавать сигналы от разнообразных факторов окружающей среды.

Вывод: кооперативная редокс-регуляция высокоорганизованной сетью, включающей FTR/Trx и NTRC, необходима для функциональной активности хлоропластов и выживания растений в изменчивых условиях.