Ключевые роли трёх сахар-связанных белков (HXK, SnRK1, TOR) в регуляции роста и стрессовых реакций растений

Сахарный сигналинг — один из важнейших регуляторных сигналов для роста и развития растений. В его метаболической сети множество регуляторных факторов. Молекулы сахарного сигналинга регулируют клеточную активность и развитие организма, взаимодействуя с другими внутренними регуляторами и факторами окружающей среды. HXK, SnRK1 и TOR — три белка, играющие ключевые роли в сети метаболизма сахаров у растений.

• HXK — первый идентифицированный у растений сенсор глюкозы, также играющий важную роль в сигналинге фитогормонов и при абиотическом стрессе.
• SnRK1 — консервативный ключевой регулятор роста растений, контролирующий рост и поддерживающий энергетический гомеостаз при энергетическом стрессе.
• TOR — атипичная серин/треониновая протеинкиназа, высококонсервативная у живых организмов. TOR служит ключевым интегратором сигналов, контролирующим различные клеточные процессы (рост органов, клеточный метаболизм, транскрипционное репрограммирование) в ответ на питательные и гормональные сигналы, а также условия стресса.

Эти три белка не только регулируют сахарный сигналинг, но и демонстрируют сигнальное кросс-взаимодействие в регуляции роста, развития и реакции на абиотический стресс у растений.

В апреле 2024 года в журнале Horticulture Research была опубликована обзорная статья "The critical roles of three sugar-related proteins (HXK, SnRK1, TOR) in regulating plant growth and stress responses", написанная в соавторстве доцентом Нинсяского университета Ин Чжао и доктором философии Копенгагенского университета (Дания) Гуаншо Ли.

В обзоре систематически рассмотрены основные функции трёх белков (HXK, SnRK1, TOR), обобщено, как они регулируют метаболизм сахаров и реакцию на стресс у растений, и в итоге исследованы регуляторные сети этих белков и сигнальное кросс-взаимодействие между ними.

Цель статьи — дать ключи для дальнейшего изучения сигнального кросс-взаимодействия между HXK, SnRK1 и TOR и регуляторных сетей, в которые они вовлечены.

Поскольку эти три белка играют важную роль в росте растений, метаболической регуляции и реакции на стресс окружающей среды, их регуляция у садовых культур может улучшить качество и увеличить урожайность, а также повысить устойчивость растений к различным стрессам. Это даёт важную теоретическую и практическую основу для улучшения и селекции садовых растений.

В частности, изучение сбалансированной сети координации между TOR и SnRK1 поможет в будущем регулировать на молекулярном уровне размер и качество плодов садовых культур, улучшая их характеристики: текстуру, цвет и вкус, а также будет способствовать развитию науки о растениях.