Фототропин

Фототропины синего света представляют собой белки-фоторецепторы (точнее, флавопротеины ), которые опосредуют реакцию фототропизма у многих видов водорослей. ^{[ 1 ]} грибы и высшие растения . ^{[ 2 ]} Фототропины можно найти во всех листьях растения. Наряду с криптохромами и фитохромами они позволяют растениям реагировать и изменять свой рост в ответ на световую среду. Когда на фототропины воздействует синий свет, они индуцируют путь передачи сигнала , который по-разному меняет функции растительных клеток.

Фототропины являются частью фототропной сенсорной системы растений, которая вызывает у растений различные реакции окружающей среды. Фототропины заставляют стебли изгибаться в сторону света. ^{[ 3 ]} и устьица открыть. ^{[ 4 ]} Кроме того, фототропины опосредуют первые изменения удлинения стебля в синем свете до активации криптохрома. ^{[ 5 ]} Фототропины также необходимы для дестабилизации транскриптов специфических мРНК в клетке, опосредованной синим светом. ^{[ 6 ]}

Фототропины также регулируют движение хлоропластов внутри клетки. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} особенно избегание хлоропластов. Считалось, что это избегание выполняет защитную функцию, позволяющую избежать повреждений от интенсивного света. ^{[ 9 ]} однако альтернативное исследование утверждает, что реакция избегания заключается в первую очередь в увеличении проникновения света в более глубокие слои мезофилла в условиях высокой освещенности. ^{[ 10 ]} Фототропины также могут иметь значение для открытия устьиц . ^{[ 11 ]}

Ферментативная активность

Фототропины имеют два отдельных домена, регулируемых светом, кислородом или напряжением (LOV1, LOV2), каждый из которых связывает флавинмононуклеотид (FMN). ^{[ 13 ]} FMN нековалентно связан с доменом LOV в темноте, но становится ковалентно связанным при воздействии подходящего света. ^{[ 13 ]} Образование связи обратимо, когда свет больше не присутствует. ^{[ 13 ]} Прямая реакция со светом не зависит от температуры, хотя низкие температуры повышают стабильность ковалентной связи, что приводит к более медленной обратной реакции. ^{[ 13 ]}

Световое возбуждение приведет к конформационному изменению белка, что обеспечивает киназную активность. ^{[ 14 ]} Есть также данные, позволяющие предположить, что фототропины подвергаются аутофосфорилированию в различных участках фермента. ^{[ 13 ]} Фототропины запускают сигнальные реакции внутри клетки, но неизвестно, какие белки фосфорилируются фототропинами или как именно события аутофосфорилирования играют роль в передаче сигналов. ^{[ 13 ]}

Фототропины обычно обнаруживаются на плазматической мембране , но некоторые фототропины в значительных количествах обнаруживаются на мембранах хлоропластов. ^{[ 15 ]} Одно исследование показало, что фототропины на плазматической мембране играют роль в фототропизме, уплощении листьев, открытии устьиц и движении хлоропластов, тогда как фототропины на хлоропластах лишь частично влияют на открытие устьиц и движение хлоропластов. ^{[ 16 ]} предполагая, что расположение белка в клетке также может играть роль в его сигнальной функции.

Ссылки

^ Веетил, Словакия; Миттал, К; Ранджан, П; Катерия, С (июль 2011 г.). «Консервативный изолейцин в домене LOV1 нового фототропина из морской водоросли Ostreococcus tauri модулирует восстановление домена в темном состоянии» . Биохим Биофиз Акта . 1810 (7): 675–82. дои : 10.1016/j.bbagen.2011.04.008 . ПМИД 21554927 .
^ Ли, Ф.В., Ротфелс, СиДжей, Мелконян, М., Вильярреал, Дж.К., Стивенсон, Д.В., Грэм, С.В., Вонг, ГКС, Мэтьюз, С. и Прайер, К.М. (2015). Происхождение и эволюция фототропинов. Границы в науке о растениях , 6 (август). https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00637
^ Прайс (2009). Молекулярные основы ботанической биологии . Издательство Феникс. п. 213.
^ Прайс (2009). Молекулярные основы ботанической биологии . Издательство Феникс. п. 213.
^ Фолта, Кевин (2001). «Неожиданная роль криптохрома 2 и фототропина, выявленная с помощью анализа с высоким разрешением ингибирования роста гипокотиля, опосредованного синим светом» . Заводской журнал . 26 (5): 471–78. дои : 10.1046/j.1365-313x.2001.01038.x . ПМИД 11439133 .
^ Брайтон; и др. (2006). «Роль фототропина в дифференциальной экспрессии мРНК, опосредованной синим светом». Международный журнал молекулярной ботаники . 72 (54): 672–691.
^ Вада М., Кагава Т., Сато Ю. (2003). «Хлоропластное движение». Annu Rev Plant Biol . 54 : 455–68. doi : 10.1146/annurev.arplant.54.031902.135023 . ПМИД 14502999 .
^ ДеБлазио С.Л., Люссе Д.Л., Hangarter RP (сентябрь 2005 г.). «Растительный белок, необходимый для движения хлоропластов, вызванного синим светом» . Физиол растений . 139 (1): 101–14. дои : 10.1104/стр.105.061887 . ПМК 1203361 . ПМИД 16113226 .
^ Касахара М., Кагава Т., Олкава К., Суэцугу Н., Мияо М. и Вада М. (2002). Движение избегания хлоропластов уменьшает фотоповреждения растений. Природа , 420 (6917). https://doi.org/10.1038/nature01213
^ Уилсон, С., и Рубан, А. против (2020). Переосмысление влияния движений хлоропластов на нефотохимическое тушение и фотозащиту. Физиология растений , 183 (3). https://doi.org/10.1104/pp.20.00549
^ Смит, Гарланд (2010). Основы биомолекулярной ботаники (2-е изд.). Фишер Пресс. п. 340.
^ Лабуз Дж., Штательман О. и Германович П. (2022). Молекулярный взгляд на фототропиновый контроль движений хлоропластов. В журнале экспериментальной ботаники (том 73, выпуск 18). https://doi.org/10.1093/jxb/erac271
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Лабуз Ю., Штательман О. и Германович П. (2022). Молекулярный взгляд на фототропиновый контроль движений хлоропластов. В журнале экспериментальной ботаники (том 73, выпуск 18). https://doi.org/10.1093/jxb/erac271
^ Кояма Т., Ивата Т., Ямамото А., Сато Ю., Мацуока Д., Токутоми С. и Кандори Х. (2009). Различная роль Jα-спирали в светоиндуцированной активации доменов LOV2 в различных фототропинах. Биохимия , 48 (32). https://doi.org/10.1021/bi9009192
^ Конг, С.Г., Суэцугу, Н., Кикучи, С., Накаи, М., Нагатани, А., и Вада, М. (2013). И фототропин 1, и 2 локализуются на внешней мембране хлоропластов с различной локализационной активностью. Физиология растений и клеток , 54 (1). https://doi.org/10.1093/pcp/pcs151
^ Исисита, К., Хига, Т., Танака, Х., Иноуэ, С.И., Чунг, А., Ушиджима, Т., Мацусита, Т., Киносита, Т., Накаи, М., Вада, М., Суэцугу Н. и Гото Э. (2020). Фототропин2 способствует реакции избегания хлоропластов на мембране хлоропласт-плазма InterfAce1[CC-by]. Физиология растений , 183 (5). https://doi.org/10.1104/pp.20.00059

Другие источники

Бриггс В.Р., Олни Массачусетс (январь 2001 г.). «Фоторецепторы в фотоморфогенезе растений на сегодняшний день. Пять фитохромов, два криптохрома, один фототропин и один суперхром» . Физиол растений . 125 (1): 85–8. дои : 10.1104/стр.125.1.85 . ПМЦ 1539332 . ПМИД 11154303 .
Питер Э., Дик Б., Берле С.А. (2010). «Механизм передачи сигнала фотосенсора LOV2-Jα Avena sativa» . Нат Коммун . 1 (8): 122. Бибкод : 2010NatCo...1..122P . дои : 10.1038/ncomms1121 . ПМИД 21081920 .
Кристи Дж. М. (2007). «Фототропиновые рецепторы синего света». Ежегодный обзор биологии растений . 58 : 21–45. doi : 10.1146/annurev.arplant.58.032806.103951 . ПМИД 17067285 .

Эта мембранных белках статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Веетил, Словакия; Миттал, К; Ранджан, П; Катерия, С (июль 2011 г.). «Консервативный изолейцин в домене LOV1 нового фототропина из морской водоросли Ostreococcus tauri модулирует восстановление домена в темном состоянии» . Биохим Биофиз Акта . 1810 (7): 675–82. дои : 10.1016/j.bbagen.2011.04.008 . ПМИД 21554927 .

[2] Ли, Ф.В., Ротфелс, СиДжей, Мелконян, М., Вильярреал, Дж.К., Стивенсон, Д.В., Грэм, С.В., Вонг, ГКС, Мэтьюз, С. и Прайер, К.М. (2015). Происхождение и эволюция фототропинов. Границы в науке о растениях , 6 (август). https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00637

[3] Прайс (2009). Молекулярные основы ботанической биологии . Издательство Феникс. п. 213.

[4] Прайс (2009). Молекулярные основы ботанической биологии . Издательство Феникс. п. 213.

[5] Фолта, Кевин (2001). «Неожиданная роль криптохрома 2 и фототропина, выявленная с помощью анализа с высоким разрешением ингибирования роста гипокотиля, опосредованного синим светом» . Заводской журнал . 26 (5): 471–78. дои : 10.1046/j.1365-313x.2001.01038.x . ПМИД 11439133 .

[6] Брайтон; и др. (2006). «Роль фототропина в дифференциальной экспрессии мРНК, опосредованной синим светом». Международный журнал молекулярной ботаники . 72 (54): 672–691.

[wada-7] Вада М., Кагава Т., Сато Ю. (2003). «Хлоропластное движение». Annu Rev Plant Biol . 54 : 455–68. doi : 10.1146/annurev.arplant.54.031902.135023 . ПМИД 14502999 .

[deblasio-8] ДеБлазио С.Л., Люссе Д.Л., Hangarter RP (сентябрь 2005 г.). «Растительный белок, необходимый для движения хлоропластов, вызванного синим светом» . Физиол растений . 139 (1): 101–14. дои : 10.1104/стр.105.061887 . ПМК 1203361 . ПМИД 16113226 .

[9] Касахара М., Кагава Т., Олкава К., Суэцугу Н., Мияо М. и Вада М. (2002). Движение избегания хлоропластов уменьшает фотоповреждения растений. Природа , 420 (6917). https://doi.org/10.1038/nature01213

[10] Уилсон, С., и Рубан, А. против (2020). Переосмысление влияния движений хлоропластов на нефотохимическое тушение и фотозащиту. Физиология растений , 183 (3). https://doi.org/10.1104/pp.20.00549

[11] Смит, Гарланд (2010). Основы биомолекулярной ботаники (2-е изд.). Фишер Пресс. п. 340.

[:02-12] Лабуз Дж., Штательман О. и Германович П. (2022). Молекулярный взгляд на фототропиновый контроль движений хлоропластов. В журнале экспериментальной ботаники (том 73, выпуск 18). https://doi.org/10.1093/jxb/erac271

[:0-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Лабуз Ю., Штательман О. и Германович П. (2022). Молекулярный взгляд на фототропиновый контроль движений хлоропластов. В журнале экспериментальной ботаники (том 73, выпуск 18). https://doi.org/10.1093/jxb/erac271

[14] Кояма Т., Ивата Т., Ямамото А., Сато Ю., Мацуока Д., Токутоми С. и Кандори Х. (2009). Различная роль Jα-спирали в светоиндуцированной активации доменов LOV2 в различных фототропинах. Биохимия , 48 (32). https://doi.org/10.1021/bi9009192

[15] Конг, С.Г., Суэцугу, Н., Кикучи, С., Накаи, М., Нагатани, А., и Вада, М. (2013). И фототропин 1, и 2 локализуются на внешней мембране хлоропластов с различной локализационной активностью. Физиология растений и клеток , 54 (1). https://doi.org/10.1093/pcp/pcs151

[16] Исисита, К., Хига, Т., Танака, Х., Иноуэ, С.И., Чунг, А., Ушиджима, Т., Мацусита, Т., Киносита, Т., Накаи, М., Вада, М., Суэцугу Н. и Гото Э. (2020). Фототропин2 способствует реакции избегания хлоропластов на мембране хлоропласт-плазма InterfAce1[CC-by]. Физиология растений , 183 (5). https://doi.org/10.1104/pp.20.00059

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и Ферменты
Активность	Активный сайт Связывающий сайт Каталитическая триада Оксианионная дырка Ферментная распущенность Фермент, ограниченный диффузией Кофактор Ферментативный катализ
Регулирование	Аллостерическая регуляция Кооперативность Ингибитор ферментов Активатор ферментов
Классификация	Номер ЕС Суперсемейство ферментов Семейство ферментов Список ферментов
Кинетика	Кинетика ферментов Диаграмма Иди – Хофсти Заговор Хейнса – Вульфа График Лайнуивера – Берка Кинетика Михаэлиса – Ментен
Типы	EC1 Оксидоредуктазы ( список ) EC2 Трансферазы ( список ) EC3 Гидролазы ( список ) EC4- лиазы ( список ) EC5 Изомеразы ( список ) EC6- лигазы ( список ) EC7 Транслоказы ( список )