Исследователи блокируют растительный гормон: малая молекула ингибирует жасмоновую кислоту, помогая объяснить её эффекты
Исследователи из Института селекции растений Макса Планка в Кёльне и Дуйсбург-Эссенского университета используют новый подход для изучения метаболизма растений. Вместо отключения отдельных генов они идентифицируют малые молекулы, которые, подобно тормозным колодкам, блокируют конкретные компоненты метаболического процесса. Эта стратегия, давно применяемая в разработке лекарств, относительно нова для наук о растениях.
Учёные обнаружили молекулу, названную Jarin-1, которая нарушает действие жасмоновой кислоты — растительного гормона, влияющего на формирование цветов, рост корней, защиту от травоядных и инфекций, заживление ран, старение растений и многое другое.
Поиск ингибитора
- Учёные провели скрининг на растении Arabidopsis thaliana с библиотекой из 1728 коммерческих соединений.
- 16 веществ проявили себя как ингибиторы, но после более селективных тестов только одно — Jarin-1 — оказалось специфичным для пути передачи сигнала жасмоновой кислоты.
- Jarin-1 является растительным алкалоидом, и его активность связана с конкретной боковой цепью в одной из позиций молекулы.
Механизм действия
- Целью ингибитора оказался фермент JAR1, который запускает известную сигнальную цепь, конъюгируя жасмоновую кислоту с аминокислотой изолейцином.
- Jarin-1 связывается с активным центром JAR1 и ингибирует естественный субстрат, частично вытесняя его из сайта связывания.
- В результате конъюгат жасмоновая кислота–изолейцин не накапливается в клетке, и гены, необходимые для эффектов гормона, не экспрессируются.
Значение открытия
- Ингибитор работает не только на Arabidopsis, но и на Cardamine hirsuta (реснитчатая горлянка), что указывает на его широкую применимость.
- Растения под действием Jarin-1 демонстрируют те же признаки, что и при целенаправленной мутации генов пути жасмоновой кислоты.
- Это исследование показывает, как можно систематически искать малые молекулы — новые инструменты для изучения растений — и определять их молекулярный механизм действия.