植物和人类一样,需要在身体周围移动糖分和其他营养物质来为它们的生长提供动力。但与人类不同的是,它们没有心脏来输送这些重要的营养物质。相反,他们使用了一种惊人的分子泵机制,自从30多年前发现它以来,科学家们已经研究了数十年。
现在,由奥尔胡斯大学分子生物学和遗传学系副教授BjørnP.Pedersen领导的一组研究人员在SUC转运体方面取得了突破性发现,SUC转运体是这种泵机制最重要的组成部分之一。这种分子就像一辆微型糖运送卡车,它主动将一种叫做蔗糖(食用糖)的糖装载到植物的“静脉”中,也就是韧皮部。
到目前为止,科学家们一直在努力了解这种转运蛋白的确切工作原理。但该团队的新研究揭示了SUC转运蛋白如何识别蔗糖以及它如何利用酸来驱动其糖分输送背后的秘密。该成果已发表在《自然植物》杂志上。
“这一发现是一项突破,因为它最终解决了一个长期存在的谜团:植物如何能够维持蔗糖加载到‘静脉’中并产生膨胀压力,从而在韧皮部中产生所有营养物质的流动,”Pedersen说。.“这就像植物的‘心脏’,对植物的生存和生长至关重要。”
该团队的工作还为植物如何抵御害虫提供了新的思路。当植物受到攻击时,害虫会试图窃取韧皮部中的糖分。但是SUC转运蛋白对于植物的防御能力至关重要,了解它的工作原理可以帮助我们在未来保护植物免受有害细菌的侵害。
这一发现是五年研究的成果
这项研究是一个才华横溢的科学家团队五年多辛勤工作的结果,其中包括主要作者LaustBavnhøj和JanDriller,以及来自化学系的LorenaZuzic、AmandaStange和BirgitSchiøtt教授。这是我们对植物如何在分子水平上发挥作用的理解向前迈出的一大步。
“我非常高兴终于发布了有史以来第一个SUC转运蛋白结构,它使我们能够可视化转运蛋白功能,并与我们的生化数据一起阐明蔗糖转运背后长期寻求的分子机制,”LaustBavnhøj说,“开始这个2018年从零开始的项目是一段漫长而充满挑战的旅程。”