Семейство вовлеченных белков известно как семейство «фитохромов», и эти белки обнаружены во всех листьях растений. Эти белки обнаруживают наличие света и сообщают клетке, день сейчас или ночь, находится ли растение в тени или на солнце.
«Вы можете думать о них как о« глазах »растения. Наше исследование показало, как эти глаза работают на молекулярном уровне, — объясняет Себастьян Вестенхофф с факультета химии и молекулярной биологии Гетеборгского университета.Молекулы меняются на свету
Большинство растений стараются избегать тени и расти навстречу свету, что позволяет им, среди прочего, потреблять больше углекислого газа за счет фотосинтеза. Белки, известные как «фитохромы», контролируют этот процесс. Таким образом, фитохромы растений изменяются под действием светового излучения, и сигналы передаются клеткам.
Фитохромы, как и большинство других белков, имеют трехмерную молекулярную структуру. Свет поглощается фитохромами, и структура белка изменяется.Ученые изучили это структурное изменение фитохромов от бактерий, поскольку можно получить достаточное количество материала для работы из бактерий.«Мы уже знали, что происходят какие-то структурные изменения, поскольку световые сигналы должны передаваться дальше в ячейку.
Однако мы не знали, как изменилась структура, и это то, что мы обнаружили. полная молекула перестраивается », — говорит Себастьян Вестенхофф.Более эффективные культурыЭто открытие расширяет наши представления о том, как работают фитохромы.
Это, в свою очередь, может привести к новым стратегиям в развитии более эффективных сельскохозяйственных культур, которые могут расти там, где мало света.«Белки — это фабрики и машины жизни, и их структуры меняются, когда они выполняют свои конкретные задачи. В настоящее время обычно невозможно определить эти изменения. Но я считаю, что мы можем использовать аналогичные эксперименты для определения многих важных структурных изменений. в фитохромах и других белках », — говорит Себастьян Вестенхофф.
Новый метод измеренияИсследование стало возможным благодаря новому методу измерения, разработанному Себастьяном Вестенхоффом.
Этот метод основан на использовании лазерного света для инициирования структурных изменений. Затем рентгеновские лучи используются для визуализации структурных изменений.
В основе проекта лежит подход, который два года назад разработал ученый Янне Ихалайнен из Университета Юваслкила.«Он спросил, можем ли мы использовать мой метод для фитохромов, над которым он недавно начал работать».