Один фермент контролирует два растительных гормона

Учёные из Вашингтонского университета в Сент-Луисе выделили фермент GH3.5, который одновременно контролирует уровни двух растительных гормонов — ауксина и салициловой кислоты, связывая молекулярные пути роста и защиты.

В статье, опубликованной 14 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences, сообщается, что GH3.5 — первый известный фермент своего класса, способный контролировать совершенно разные классы гормонов. Ауксин управляет ростом клеток и тканей, а салициловая кислота помогает растению реагировать на инфекции.

Растения должны жёстко контролировать уровни этих гормонов, чтобы правильно расти и реагировать на угрозы. GH3.5 выводит гормоны из обращения, присоединяя к ним аминокислоту, что снижает их эффект.

Эксперименты показали: когда GH3.5 экспрессировался на высоком уровне, количество как ауксина, так и салициловой кислоты снижалось. Лишённые ауксина растения оставались маленькими и низкорослыми.

Поиск ответов с помощью рентгена

Чтобы понять, как фермент контролирует оба гормона, учёные кристаллизовали GH3.5 и отправили кристаллы в Европейский центр синхротронного излучения в Гренобле (Франция). Используя мощные рентгеновские лучи от ускорителя частиц, они получили данные о структуре фермента с атомарным разрешением.

Трёхмерная реконструкция показала GH3.5 «замороженным» в момент модификации ауксина. К удивлению исследователей, часть фермента, связывающая и модифицирующая гормоны, выглядела почти идентично родственным ферментам, которые могут модифицировать только ауксин.

«Эти удивительные результаты означают, что происходит что-то, чего мы не видим в последовательности или структуре этих ферментов», — сказал Джозеф Джез. Решение этой загадки может рассказать больше о том, как ферменты различают похожие молекулы — критически важная способность для всей жизни.