Высокие уровни витамина C необходимы растениям для преодоления фотоингибирования

Витамин C (аскорбат) является антиоксидантом и коферментом для ряда метаболических реакций в живых организмах. В хлоропластах растений высокие уровни витамина C требуются для преодоления фотоингибирования, вызванного сильным светом.

Хотя витамин C синтезируется в митохондриях, молекулярные механизмы его транспорта в хлоропласты оставались плохо изученными.

Группа исследователей из Университета Окаямы (Такааки Миядзи, Ёсинори Морияма и Цзянь Фэн Ма) совместно с Такаси Куромори из RIKEN и коллегами показали, что AtPHT4;4, член семейства фосфатных транспортеров 4 Arabidopsis thaliana, функционирует как транспортер витамина C.

Команда обнаружила, что протеолипосомы, содержащие очищенный белок AtPHT4;4, демонстрировали зависимый от мембранного потенциала (ΔΨ) и ионов Cl⁻⁻ захват витамина C. Белок AtPHT4;4 в большом количестве экспрессировался в мембранах оболочки хлоропластов. Нокаут гена AtPHT4;4 привел к снижению уровня витамина C в хлоропластах. У мутантов также снизился процесс рассеяния тепла избыточной энергии во время фотосинтеза.

Эти результаты указывают, что белок AtPHT4;4 является транспортером витамина C в мембранах оболочки хлоропластов, что необходимо для устойчивости к стрессу от сильного света. Это первое сообщение об идентификации транспортера витамина C у растений.

Данное исследование может помочь в разработке технологии наследственной генетической модификации транспортеров, что может стать способом создания растений, толерантных к фотоингибированию.