第四色五月天乱伦,国产2021中文天码字幕,久久国产美女免费观看精品,免费一级a一片高清免费,国产精品线在线精品,亚洲黄色网站www.,国产精品熟女视频二区2021

中國西藏網(wǎng) > 即時(shí)新聞 > 時(shí)政

向日葵為何總向陽 中國科大團(tuán)隊(duì)揭示植物生長素運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制

發(fā)布時(shí)間:2022-08-04 10:16:00來源: 光明網(wǎng)-《光明日報(bào)》

  【科技前沿】

  光明日報(bào)合肥8月3日電(記者常河 通訊員王敏)向日葵永遠(yuǎn)向著太陽綻放它的“笑臉”,是什么原因使得它“向日傾”?答案是植物體內(nèi)的生長素。如同人體內(nèi)生長激素一樣,生長素負(fù)責(zé)給細(xì)胞傳達(dá)信息,指揮植物的生長發(fā)育。受光照影響,生長素會(huì)從向日葵莖端向光側(cè)運(yùn)輸?shù)奖彻鈧?cè),產(chǎn)生濃度差異。由此,背光側(cè)生長會(huì)更快,而向光側(cè)慢一些,向日葵的花盤就朝著太陽的方向轉(zhuǎn)頭了。生長素的運(yùn)輸需要細(xì)胞膜上的“搬運(yùn)工”——轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助,其中非常重要的一員是負(fù)責(zé)將生長素從細(xì)胞內(nèi)搬運(yùn)到細(xì)胞外的外排蛋白PIN。

  這些“搬運(yùn)工”是怎樣工作的呢?8月2日,《自然》雜志以“快速通道”形式發(fā)表了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部孫林峰教授團(tuán)隊(duì)在植物生長機(jī)理上的重大進(jìn)展,題為“擬南芥PIN1蛋白識別和外排生長素的結(jié)構(gòu)探究”。團(tuán)隊(duì)揭示了植物生長素“搬運(yùn)工”成員PIN1蛋白,以及它分別與抑制劑NPA(又名抑草生)、生長素IAA結(jié)合的三個(gè)高分辨率結(jié)構(gòu),并通過功能分析闡釋了PIN1“搬運(yùn)”生長素的機(jī)制,為理解植物生長素運(yùn)輸調(diào)控以及針對PIN蛋白的農(nóng)業(yè)用除草劑和生長調(diào)節(jié)劑的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了重要基礎(chǔ)。

  作為第一種被發(fā)現(xiàn)的植物激素,生長素幾乎參與了植物生長發(fā)育調(diào)控的每個(gè)過程,如胚胎發(fā)育、組織分化、向光性和向重力性生長等。生長素的一個(gè)顯著特點(diǎn)是其細(xì)胞間傳遞具有方向性,被稱為極性運(yùn)輸,而PIN家族蛋白就在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。特定PIN家族成員在細(xì)胞質(zhì)膜上具有不對稱分布的特點(diǎn),它們的分布位置決定了生長素“搬運(yùn)”的方向。解析PIN蛋白的三維結(jié)構(gòu)對于我們理解生長素的“搬運(yùn)”過程有極大的幫助,是生長素研究領(lǐng)域亟待解決的科學(xué)問題,同時(shí)也有助于我們針對PIN蛋白設(shè)計(jì)小分子抑制劑,找到更有效、更安全的農(nóng)用除草劑或植物生長調(diào)節(jié)劑。NPA是之前在實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用的一種生長素極性運(yùn)輸抑制劑,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最早作為除草劑應(yīng)用的化學(xué)小分子。生化證據(jù)表明,NPA可以直接靶向PIN蛋白,但是究竟是如何發(fā)揮作用的一直不清楚。

  擬南芥PIN1是最早被鑒定的PIN家族成員之一,其基因突變導(dǎo)致植物產(chǎn)生裸露的針狀花序,該家族由此得名。本研究中,孫林峰團(tuán)隊(duì)針對PIN1這一經(jīng)典的PIN家族成員展開研究,搭建出一套全新的、基于放射性同位素的功能檢測體系,驗(yàn)證了PIN1蛋白的生長素“搬運(yùn)”活性,以及受激酶激活、被NPA抑制的過程。這一實(shí)驗(yàn)體系利用更易培養(yǎng)、方便蛋白表達(dá)的哺乳動(dòng)物HEK293F細(xì)胞,操作也更容易進(jìn)行,為生長素運(yùn)輸研究提供了一種新的手段。

  為解決PIN1蛋白構(gòu)象不穩(wěn)定及分子量較小的問題,孫林峰團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心李典范團(tuán)隊(duì)合作,利用體外納米抗體合成技術(shù),篩選得到了靶向PIN1蛋白的納米抗體,并利用冷凍電鏡單顆粒重構(gòu)技術(shù),成功解析了PIN1與一種納米抗體結(jié)合的、分辨率為3.0埃的結(jié)構(gòu),首次揭示了經(jīng)典PIN家族蛋白成員的三維結(jié)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了PIN1與生長素IAA、抑制劑NPA結(jié)合的復(fù)合體結(jié)構(gòu),揭示了PIN1蛋白“裝載”生長素,以及NPA“鳩占鵲巢”阻止生長素“搬運(yùn)”的全貌。

  該研究揭開了植物經(jīng)典PIN家族蛋白的結(jié)構(gòu)面紗,系統(tǒng)闡釋了PIN1“搬運(yùn)”底物生長素IAA以及被NPA抑制的分子機(jī)制,為我們深入理解植物生長素極性運(yùn)輸過程,認(rèn)識“葵花向日傾”等等奇妙的植物界現(xiàn)象的原理提供了重要幫助?;谶@些結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)特異性靶向PIN家族蛋白的小分子抑制劑,利用雜草和農(nóng)作物的生長素濃度敏感性差異,甚至是它們PIN蛋白結(jié)構(gòu)的不同,設(shè)計(jì)出更高效、對環(huán)境更友好、對人類更安全的除草劑和生長調(diào)節(jié)劑,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

(責(zé)編: 李雨潼)

版權(quán)聲明:凡注明“來源:中國西藏網(wǎng)”或“中國西藏網(wǎng)文”的所有作品,版權(quán)歸高原(北京)文化傳播有限公司。任何媒體轉(zhuǎn)載、摘編、引用,須注明來源中國西藏網(wǎng)和署著作者名,否則將追究相關(guān)法律責(zé)任。