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        磷酸鹽水平的細(xì)胞傳感器
        
			
        
				2019-01-24 11:33:59
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        無機(jī)磷酸鹽是細(xì)胞膜，DNA和蛋白質(zhì)的重要??組成部分。它也是能量轉(zhuǎn)移的“細(xì)胞貨幣”ATP的主要組成部分。因此，所有細(xì)胞都需要在其細(xì)胞質(zhì)中保持足夠濃度的磷酸鹽，并且已經(jīng)開發(fā)出運(yùn)輸和儲(chǔ)存該營(yíng)養(yǎng)物的系統(tǒng)。但細(xì)胞如何知道它實(shí)際需要多少磷酸鹽呢?
        

        磷酸鹽水平的細(xì)胞傳感器
        

        來自日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)和瑞士洛桑大學(xué)(UNIL)的研究人員報(bào)告說，一個(gè)特定蛋白質(zhì)區(qū)域，即所謂的SPX結(jié)構(gòu)域，向真菌，植物和人類細(xì)胞發(fā)出磷酸鹽狀態(tài)的信號(hào)。該結(jié)構(gòu)域?yàn)樾》肿犹峁┙Y(jié)合表面，其調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的攝取。他們的研究結(jié)果現(xiàn)在出現(xiàn)在“ 科學(xué)”雜志上，可能有助于更有效地利用磷酸鹽的作物的開發(fā)。
        

        為了正常發(fā)揮作用，真核細(xì)胞，即來自高等生物的細(xì)胞，需要保持足夠的磷酸鹽水平。為了吸收這種常量營(yíng)養(yǎng)素，真菌，植物和人體細(xì)胞已經(jīng)開發(fā)出運(yùn)輸和儲(chǔ)存系統(tǒng)。細(xì)胞如何知道它們?cè)谌魏谓o定時(shí)間含有多少磷酸鹽仍然不清楚。UNIGE科學(xué)系植物學(xué)和植物生物學(xué)系教授Michael Hothorn和他的研究小組揭示了一種名為SPX的新型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)，該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域涉及許多磷酸鹽信號(hào)傳導(dǎo)途徑。他們發(fā)現(xiàn)SPX為稱為肌醇焦磷酸信號(hào)分子(InsP)的小化合物提供了結(jié)合表面，只有當(dāng)它們與SPX結(jié)構(gòu)域結(jié)合時(shí)才能與其他蛋白質(zhì)相互作用。由于SPX結(jié)構(gòu)域可以附著在不同的蛋白質(zhì)上，人體細(xì)胞。
        

        無處不在的細(xì)胞磷酸鹽狀態(tài)信號(hào)
        

        與UNIL和其他歐洲大學(xué)的研究人員合作探討了這一假設(shè)。“我們發(fā)現(xiàn)InsP的濃度隨磷酸鹽的有效性而變化。磷酸鹽含量充足的細(xì)胞中InsP含量高，磷酸鹽稀缺時(shí)細(xì)胞含量下降，”UNIL的Ruta Gerasimaite解釋說，UNIL的首批共同作者之一研究。“在磷酸鹽饑餓的植物中，特定的轉(zhuǎn)錄因子會(huì)啟動(dòng)磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的表達(dá)。一旦植物飽滿，充滿InsP的SPX結(jié)構(gòu)域?qū)⒔Y(jié)合并使這些轉(zhuǎn)錄因子失活，并且不再有磷酸鹽從土壤中吸收進(jìn)入細(xì)胞，“來自UNIGE的Rebekka Wild說，他是最早的共同作者之一。
        

        UNIL植物分子生物學(xué)系教授Yves Poirier和他的同事Ji-Yul Jung進(jìn)一步用模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)證明了這一點(diǎn)：當(dāng)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中存在的SPX結(jié)構(gòu)域在通常結(jié)合InsP，磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)的斑點(diǎn)中發(fā)生突變時(shí)受損了。
        

        最初在酵母細(xì)胞中闡明了InsP的作用：“我們?cè)谘芯苛姿猁}聚合的機(jī)理 - 它裝配成長(zhǎng)鏈 - 用于儲(chǔ)存這種化合物時(shí)遇到了InsP，我們的數(shù)據(jù)顯示SPX結(jié)構(gòu)域是InsP的受體。 ，“UNIL生物化學(xué)系教授Andreas Mayer表示。填充SPX結(jié)構(gòu)域后，它會(huì)激活磷酸鹽儲(chǔ)存中的酶。
        

        更好地了解磷酸鹽穩(wěn)態(tài)
        

        這項(xiàng)研究現(xiàn)在開辟了研究和更好地了解生物體中磷酸鹽穩(wěn)態(tài)的新途徑，甚至可以在作物中更有效地使用磷酸鹽。“田地上的農(nóng)作物通常缺乏磷肥，因此需要施肥。但是，磷肥的資源在全球范圍內(nèi)正在下降。我們的發(fā)現(xiàn)可以為開發(fā)能夠在磷酸鹽含量較低的情況下有效生長(zhǎng)的作物打開大門，”Michael Hothorn說道。
        
			

			
          
        
			
        
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