Белок винограда действует как животный ионный транспортер

Исследователи из Университета Аделаиды обнаружили, что белок, опосредующий транспорт ионов щелочных металлов (например, калия) и галогенид-ионов через мембраны растений, функционирует аналогично белку, найденному у животных.

Результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences. Статья также была выбрана как "feature paper" в разделе "Molecular Plant Sciences".

Этот белок является котранспортером катионов и хлорида (cation-chloride cotransporter, CCC) и присутствует во всех формах клеточной жизни. Некоторые CCC способны транспортировать два типа ионов (калий и хлорид), а другие — также и третий (натрий).

Селективность растительных CCC была спорной, и ранее считалось, что они являются симпортерами натрия, калия и хлорида. Однако исследователи обнаружили, что у ряда растений (виноград, табак, рис, тыква, гвоздика, зелёные водоросли) есть двух-ионные CCC, похожие на те, что встречаются у животных.

«Мы показали, что структурные особенности ион-связывающих сайтов в CCC винограда напоминают таковые у животных котранспортеров калия и хлорида», — заявила профессор Мария Хрмова.

Эти выводы расширяют роль белков CCC в биологии растений и будут иметь значение для биоинженерии растений в целях производства пищи и повышения выживаемости. Понимание свойств этих транспортеров на молекулярном уровне важно для создания белков с улучшенными характеристиками, такими как селективность проницаемости, термостабильность и фолдинг.

Исследование, в котором использовались масштабный биоинформатический анализ с реконструкцией предковых последовательностей, 3D-моделирование белков и транспортная термодинамика, позволит селекционерам понять работу этого белка и выводить более качественные и питательные культуры.

«Эта новая концепция свойств CCC винограда фундаментальна для выживания растений, так как они опосредуют поглощение ионов, управляют распределением растворённых веществ, удаляют токсины из цитозоля и рециркулируют ценные молекулы», — отметила профессор Хрмова.

Благодаря своим функциям «привратников», мембранные транспортеры являются привлекательными мишенями в сельскохозяйственной биотехнологии для увеличения содержания питательных веществ в съедобных частях растений и исключения токсичных элементов, что напрямую связано с качеством урожая и устойчивым производством продуктов питания.