Первый специфический ингибитор для борьбы с ведьминой травой
Междисциплинарная коллаборация KAUST под руководством агронома Салима Аль-Бабили и структурного биолога Стефана Арольда разработала первый специфический ингибитор для неконтролируемого вредителя растений — ведьминой травы (Striga hermonthica).
Угроза продовольственной безопасности
Ведьмина трава — паразитическое растение, которое прикрепляется к корням злаков, отбирая воду и питательные вещества. Она поражает более 60% сельхозугодий в Африке к югу от Сахары и распространяется в Азии, Юго-Восточной Европе и Саудовской Аравии. Глобальный коммерческий ущерб превышает 7 миллиардов долларов США. Striga и родственные виды стали одной из самых серьёзных угроз глобальной продовольственной безопасности.
Случайное открытие
Прорыв был случайным. Исследователи изучали молекулярную структуру рецепторного белка клеточной мембраны ShHTL7, участвующего в прорастании семян Striga. Этот белок должен связываться со стриголактонами — природными соединениями растений. При подготовке образцов белка использовали молекулу Triton X-100.
Ключевое наблюдение: молекулы ShHTL7 всегда были связаны с Triton X-100. Оказалось, что это связывание ингибирует прорастание семян Striga, действуя как антагонист и предотвращая связывание природных стриголактонов.
Первый ведущий (lead) соединение
Учёные поняли, что наткнулись на первое ведущее соединение, способное ингибировать прорастание семян Striga, не влияя при этом на растение-хозяина. Ведущее соединение демонстрирует полезную биологическую активность, которую можно усилить, разработав структурно схожие, но более эффективные соединения.
Перспективы
Результаты используются как трамплин для разработки более мощных ингибиторов, которые будут прочнее и необратимее связываться с сайтом, идентифицированным Triton X-100.
Этот успех демонстрирует силу структурного анализа белков для выявления соединений, способных селективно связываться с белками и ингибировать их активность. Исследователи надеются на более широкое применение этого подхода.
Следующая цель — паразит Orobanche (заразиха), поражающий коммерчески значимые культуры (томат, подсолнечник) в Северном полушарии.