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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка