Ssylka

GORK: ключ к управлению водным балансом растений

Микроскопические стимы на поверхности листьев обеспечивают газообмен и контроль водных потерь, а охранные клетки, окружающие стимы, регулируют тургор посредством ионного транспорта, где основным осмотическим солютом является ионный калий.
GORK: ключ к управлению водным балансом растений
Изображение носит иллюстративный характер

Открытие и закрытие стим происходит в ответ на внешние сигналы, такие как свет, влажность и температура, что позволяет растениям оптимизировать водный баланс и минимизировать испарения.

Канал GORK у Arabidopsis представляет собой калиевый канал с выходящей ретракцией, который активируется в процессе закрытия стим за счёт эффлюкса калия. Модификация его структуры демонстрирует потенциал для биоинженерии, направленной на повышение углеродного ассимации и улучшение водной эффективности растений.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, выполнено совместными усилиями Центра передового опыта молекулярной науки растений Китайской академии наук и Университета Глазго. Комбинированный структурный и функциональный анализ позволил детально изучить механизмы работы канала GORK.

С применением крио-электронной микроскопии были получены высокоразрешённые структуры канала в закрытом и пре-открытом состояниях. Установлено, что GORK образует гомотетрафер с доменами трансмембранного порового комплекса (PD), датчика напряжения (VSD) и цитозольными участками, включающими C-связующий домен, домен гомологии связывания циклических нуклеотидов (CNBHD) и домен с анкириновыми повторами (ANK).

Функциональный анализ выявил два критических узла сцепления: изменения на первом узле, вызванные мутациями, уменьшают энергетические барьеры активации, ускоряют процесс открытия и замедляют деактивацию, тогда как усечения на втором узле дестабилизируют взаимодействие между аминоконцом и CNBHD, способствуя пре-открытому состоянию. Лигандоподобные взаимодействия внутри домена CNBHD делают механизм открытия независимым от циклических нуклеотидов cAMP и cGMP.

Полученные данные демонстрируют многоступенчатый механизм, включающий частично независимые конформационные переходы, регулирующие активность канала. Выявленные структурные особенности открывают возможность выявления новых целей для оптимизации работы GORK с целью создания растений с улучшенной способностью к управлению водным режимом.

Новый уровень понимания механизмов работы канала GORK предоставляет практические рекомендации для разработки биоинженерных методов, направленных на повышение эффективности контроля водного баланса и углеродного ассимации, что имеет значение для устойчивости растений в изменяющихся климатических условиях.


Новое на сайте

19026Станет ли бактериальная система самоуничтожения SPARDA более гибким инструментом... 19025Насколько опасной и грязной была вода в древнейших банях Помпей? 19024Гравитационная ориентация и структура космических плоскостей от земли до сверхскоплений 19023Сколько частей тела и органов можно потерять, чтобы остаться в живых? 19022Зачем Сэм Альтман решил внедрить рекламу в бесплатные версии ChatGPT? 19021Хитроумная маскировка вредоноса GootLoader через тысячи склеенных архивов 19020Удастся ли знаменитому археологу Захи Хавассу найти гробницу Нефертити до ухода на покой? 19019Действительно ли «зомби-клетки» провоцируют самую распространенную форму эпилепсии и... 19018Генетический анализ мумий гепардов из саудовской Аравии открыл путь к возрождению... 19017Вредоносная кампания в Chrome перехватывает управление HR-системами и блокирует... 19016Глубоководные оползни раскрыли историю мегаземлетрясений зоны Каскадия за 7500 лет 19015Насколько глубоки ваши познания об эволюции и происхождении человека? 19014Как уязвимость CodeBreach в AWS CodeBuild могла привести к глобальной атаке через ошибку... 19013Затерянный фрагмент древней плиты пионер меняет карту сейсмических угроз Калифорнии 19012Генетические мутации вызывают слепоту менее чем в 30% случаев вопреки прежним прогнозам