Белок помогает растениям "видеть" свет

Растения способны "видеть" и двигаться к свету или от него — это явление называется фототропизмом. Оно контролируется молекулярными сигналами между белками внутри и между клетками растений. Учёные из Университета Миссури впервые раскрыли роль ключевого белка в этом сигнальном пути, регулирующем фототропизм. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.

Направленный свет, вызывающий фототропизм, воспринимается растением с помощью двух светочувствительных белков — фототропина 1 и фототропина 2. Они действуют как фоторецепторы и запускают фототропический сигнальный ответ вместе с третьим белком — NPH3.

"Если бы сигнальный путь фототропизма был похож на бейсбольный матч, то фототропины были бы питчером, а NPH3 — кетчером, которые работают вместе, чтобы скоординировать сигнал, или подачу", — объясняет профессор Мэнни Лискам.

Используя генетические и биохимические методы, учёные обнаружили, что NPH3 функционирует как часть белкового комплекса, который модифицирует фототропин 1, добавляя к нему небольшой белковый "ярлык" — убиквитин. В зависимости от количества света, которое "видит" растение, добавляется либо один убиквитин, либо цепочка убиквитинов.

"В условиях низкой освещённости фототропин 1 модифицируется одиночными убиквитинами и, по-видимому, перемещается в другую часть клетки. В условиях яркого света фототропин 1 модифицируется множеством убиквитинов и разрушается клеткой, чтобы остановить дальнейшую передачу сигнала", — говорит Лискам.

Это открытие может иметь значение для исследований за пределами фототропизма растений.

"Мечение белков убиквитином представляет собой распространённое биохимическое событие во всём биологическом мире. Многие патологии человека связаны с изменениями в убиквитиновом мечении. Наши исследования, выявившие единый ферментный комплекс, способный модифицировать субстрат разными способами в зависимости от условий окружающей среды, могут иметь значение для областей, далёких от сельского хозяйства".