Учёные обнаружили мотив, направляющий сборку пиреноида водорослей
Около 30% глобальной фиксации CO2 осуществляют микроскопические водоросли с помощью специализированной структуры — пиреноида.
Структура пиреноида:
- Ядра — фермент Rubisco, фиксирующий CO2.
- Матрица — поддерживающая "мякоть" из других белков.
- Оболочка — из крахмала.
- Каналы — мембранные тубулы, доставляющие концентрированный CO2 к Rubisco.
Загадка сборки
Долгое время оставалось неизвестным, как белки пиреноида направляются в него и организуются в сложную структуру.
Ключевое открытие
Исследователи во главе с Мартином Йоникасом из Принстона случайно обнаружили, что антитело к одному матричному белку связывается с несколькими белками пиреноида. Это указало на общий для них аминокислотный мотив.
Экспериментальное подтверждение:
- Удаление мотива из белка пиреноида предотвращало его локализацию в нём.
- Добавление мотива к "посторонним" белкам заставляло их направляться в пиреноид.
Механизм сборки
Мотив связывается с Rubisco. Белки компонентов пиреноида свободно перемещаются в клетке, пока не столкнутся с Rubisco и не будут им "пойманы".
Самоорганизация
Некоторые белки локализуются на границах между матрицей, тубулами и крахмальной оболочкой, что может объяснять сложную архитектуру пиреноида.
Значение работы
Как отмечает профессор Говард Гриффитс из Кембриджа, это исследование вносит значительный вклад в понимание формы и функции пиреноида. Это важно как для изучения продуктивности водных экосистем, так и для потенциального "ускорения" фотосинтеза у наземных сельскохозяйственных растений.