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

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка