סוג חדש של מטאלודוקטאז צמחי שומר על צמיחת שורשים תחת זרחן נמוך

פרסומת
X-ray_Promo1


שחרור של קרבוקסילטים בעלי משקל מולקולרי נמוך, כגון מאלאט, משמש מיני צמחים רבים לכריית זרחן זמין (P) נמוך מהאדמה. מלאט יכול להגביר את הזמינות של פוספט, צורת ה-P הנקלטת על ידי צמחים, על ידי קלציה של אלומיניום או ברזל (Fe). עבודה בשנים האחרונות הוכיחה שהצטברות של קומפלקסים Fe(III)-malate באפופלסט של קצות השורשים מחלישה את צמיחת השורשים בתנאים של P נמוך, מכיוון שה-Fe(III) (Ferric Fe) המסיס כעת משתתף בתגובות המובילות לחמצון. לחץ. עם זאת, האופן שבו קצות השורש מתמודדים עם זמינות מוגברת של Fe ברזל נותרה חמקמקה מכיוון שכל הרדוקטאות הברזליות המוכרות כיום, הנדרשות לקליטת Fe, מודחקות בתגובה למחסור ב-P או לא מתבטאות בקצות השורשים.

פרסומת

"על ידי חיפוש אחר רדוקטאזים פוטנציאליים אחרים של ברזל בין גנים הנגרמות על ידי מחסור ב-P, מצאנו גן שלא אופיין בעבר המקודד לתחום שצפוי להשתתף בהפחתת פרוות", מסביר ד"ר ריקרדו גיהל, מנהיג שותף של קבוצת המחקר של IPK "תזונה מולקולרית של צמחים". " "כאשר שיבשנו את הגן הזה, ה-Fe הצטבר יתר על המידה בקצות השורשים וצמיחת שורשים מתחת ל-P נמוך נבלם אפילו יותר בצורה חמורה."

הגן קיבל, אם כן, את שמו רגישות יתר לנמוך P1 (HYP1). HYP1 הוא חבר במשפחת CYBDOM ובעל ציטוכרום בתחום 561, הנפוץ במספר רדוקטאזות ברזליות פעילות בתאי בעלי חיים, כגון ציטוכרום התריסריון ב (Dcytb) מעורב בספיגת Fe בתזונה בבני אדם. "למרות ש-CYBDOM נמצאים בכל מקום בכמה אורגניזמים ומגיעים בדרך כלל כמשפחות גדולות בצמחים, תפקידם בכל אורגניזם עדיין אינו מובן בצורה גרועה", מסביר רודולפו מניירו, המחבר הראשון של המחקר.

באמצעות דוגמנות נתמכת AlphaFold ומוטגנזה מכוונת אתרים, החוקרים מצאו כי HYP1 יכול לתאם שלושה ב-hemes, שהם קריטיים לפעילות החלבון. אפיון אלקטרופיזיולוגי של HYP1 בביציות גילה שהחלבון יכול להעביר אלקטרונים שמקורם באסקורבט (ויטמין C) על פני קרום הפלזמה. המקבלים של אלקטרונים אלו הם Fe(III) ו-Cu(II) (יון קופרי), מה שמצביע על כך שהחלבון הוא מטלודוקטאז.

"בהתייחס לפעילות הפריק רדוקטאז של HYP1, התוצאות שלנו מוכיחות שתפקוד זה הוא קריטי למניעת הצטברות יתר של Fe הנגרמת על ידי מאלט באפופלסט וכדי לשמור על התארכות התא ושלמות המריסטם בקצות השורשים החשופים ל-P נמוך", מסביר ד"ר Ricardo Giehl. "התוצאות שלנו הצביעו גם על שמנגנון ספיגת Fe פעיל בקצות השורשים, שבהם ה-FRO2 הפריק רדוקטאז הידוע וה-Fe(II) טרנספורטר IRT1 אינם קיימים", אומר מדען IPK. "המחקר שלנו לא רק שופך אור על התפקידים הפיזיולוגיים של CYBDOMs אלא גם זיהה יעד חדש לשיפור צמיחת השורשים בתנאי-P מגבילים."



קישור לכתבת המקור – 2024-01-11 18:23:49

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר