Структура «разблокированного» фермента показывает, как гормон стриголактон контролирует рост растений

Новое исследование из лаборатории Ницана Шабека в Калифорнийском университете в Дэвисе, опубликованное в Nature Plants, раскрывает механизм нацеливания и разрушения белков в сигнальном пути гормона стриголактона.

Стриголактон — растительный гормон, управляющий множеством процессов роста и развития, включая ветвление и архитектуру корней. В центре внимания исследования — фермент MAX2 (или D3), убиквитинлигаза, которая в «разблокированной» форме может рекрутировать сенсор стриголактона D14 и направлять на разрушение репрессорный белковый комплекс D53.

Используя подход, объединяющий структурную биологию, биохимию и генетику растений, исследователи создали мутантную форму MAX2 в Arabidopsis, которая постоянно находится в «разблокированной» конформации. Некоторые мутации были внесены с помощью CRISPR/Cas9.

Ключевые открытия:

• В «разблокированной» конформации MAX2 может помечать репрессорные белки (D53) убиквитином, направляя их на деградацию.
• Удаление этих репрессоров активирует обширную генную сеть, контролирующую ветвление побегов, архитектуру корней, старение листьев и симбиоз с грибами.
• Для отправки репрессоров в протеасомы ферменту необходимо снова «заблокироваться». После этого разрушается и сам сенсор стриголактона D14, возвращая систему в исходное состояние.
• Исследование также выявило «ключ» к этому замку — метаболит (органическую кислоту), который напрямую запускает конформационный переключатель в MAX2.

Значение работы:

Это первое исследование, которое идентифицировало первичный метаболит в качестве прямого регулятора убиквитинлигазы такого типа, что открывает новые направления для изучения.