Растительные регуляторные белки «помечены» сахаром

Новое исследование Шоулинга Сюй и Чжиёнга Вана из Института Карнеги показало, что процесс синтеза многих важных белков-регуляторов у растений включает обширную модификацию или «помечивание» сахарами после сборки белка. Их работа выявляет как сходства, так и различия между растениями и животными в использовании этой модификации белков. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Часто после трансляции генетического кода в цепочку аминокислот вновь синтезированные белки дополнительно модифицируются различными химическими группами.

Распространённая форма посттрансляционной модификации в клетках животных называется O-GlcNAцилированием. Это процесс, при котором определённые аминокислоты в белках присоединяются к молекуле сахара, что влияет на широкий спектр клеточных функций. У животных изменения в этом процессе связаны с нейродегенерацией, диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями и раком. Эмбрионы, лишённые фермента, осуществляющего эту модификацию, нежизнеспособны.

Было известно, что O-GlcNAцилирование происходит и в растительных клетках. Растения с нарушенным процессом демонстрируют дефекты в реакции на свет, развитии цветков, росте корней и структуре листьев. Однако до сих пор оставалось загадкой, какие именно растительные белки подвергаются этой модификации.

Сюй и Ван в сотрудничестве с учёными из UCSF и Китая идентифицировали растительные белки, которые подвергаются этой постпроизводственной модификации с добавлением сахара. Ряд этих белков выполняют регуляторные функции, одинаковые или сходные у растений и животных. Многие также выполняют уникальные для растений задачи развития и физиологии, такие как развитие цветков и реакции на специфические растительные гормоны.

«Мы идентифицировали 262 белка, которые модифицируются этим процессом, — пояснил Сюй. — Более того, наше исследование предоставляет основу для сети O-GlcNAцилирования у растений, что поможет понять, как функции этих различных белков — и, следовательно, контролируемые ими процессы роста — регулируются в зависимости от доступности сахара в клетках».

«Это большой прорыв для науки о растениях, — сказала директор отдела биологии растений Карнеги Сью Ри. — Шоулинг, Чжиён и их коллеги открыли целую новую область исследований, которая углубит наше понимание клеточной биологии растений».