Исследователи из Гейдельбергского университета обнаружили ключевой белок в механизме, регулирующем жизнь белков.
Белки служат различным целям в растениях, помимо того, что они являются основными строительными блоками жизни. Более 20 миллиардов белковых молекул составляют типичную растительную клетку, помогая стабилизировать ее структуру и поддерживать клеточный метаболизм.
Исследователи из Центра изучения организмов Гейдельбергского университета пролили свет на биологический процесс, который увеличивает продолжительность жизни растительных белков. Теперь они обнаружили важный белок, называемый N-концевым ацетилированием, который контролирует этот механизм. Результаты исследования были опубликованы в журналах Molecular Plant и Science Advances.
N-концевое ацетилирование является химическим маркером, который развивается в процессе производства белков. Растения делают это, присоединяя остаток уксусной кислоты к началу белка. Большинство белков защищены от деградации так называемой протеасомой, формой молекулярного измельчителя, этим остатком уксусной кислоты.
По словам исследователей из Гейдельберга под руководством профессора доктора Рюдигера Хелла и доктора Маркуса Вирца, важный белок, который был обнаружен в настоящее время, известен как дрожжевой интеракторный белок Хантингтина K (HYPK). Он способствует N-концевому ацетилированию, продлевая срок жизни растительных белков, что важно, среди прочего, для адаптации к условиям окружающей среды.
Команда Гейдельберга использовала кресс-салат (Arabidopsis thaliana) для исследования регулирующих свойств белка HYPK. Благодаря хорошо изученному геному растение из семейства Brassicaceae является популярным модельным организмом.
Исследования на генетически измененных растениях показали, что жизнь белков сокращается, когда белок HYPK отсутствует и не происходит N-концевое ацетилирование. При этом повышается устойчивость растения к продолжающейся засухе. Рюдигер Хелл заявляет: «Наше текущее исследование направлено на выяснение того, как достигается эта повышенная устойчивость к засухе».
В сотрудничестве с исследователями Китайской академии наук в Пекине (Китай) под руководством профессора доктора Юнхонга Вана гейдельбергские ученые также обнаружили, что HYPK выполняет свою регулирующую функцию не только в кресс-салате, но и в рисе, одном из мировых древнейшие культуры. Белок также содержится в организме человека и во многих грибах.
«Механизм, задействованный в ацетилировании и его контроле с помощью HYPK, по-видимому, был разработан миллиарды лет назад и сохраняется в самых разных организмах по сей день», — объясняет Маркус Вирц.
Исследования финансируются Немецким исследовательским фондом.