植物的能源发电机的结构
科学家首次揭示了原子结构的植物使用呼吸装置来产生能量,根据今天公布的一项研究eLife。
这些大的蛋白质的三维结构总成-的第一次描述了植物物种是一个一步能够开发改进的除草剂,植物的呼吸作用目标。他们也可以帮助更有效的杀虫剂的发展,哪个目标害虫对作物的新陈代谢,同时避免伤害。
大多数生物使用呼吸从食物中获取能量。植物利用光合作用将太阳光转化为糖,然后呼吸作用分解糖转化为能量。这涉及到称为线粒体的微小细胞组件和一组五个蛋白质组件排列在一个“电子传递列车”。
“知道如何通过呼吸植物转化能量是了解植物生长的关键部分,如何适应环境的变化和战略我们可以使用它来提高农作物产量,”第一作者玛丽亚Maldonado解释道,博士后研究员的分子和细胞生物学,加州大学戴维斯(加州大学戴维斯分校),我们。“虽然呼吸组件是很好理解的3 d结构在哺乳动物中,真菌和细菌,收集纯粹的技术挑战线粒体复合物的植物样本的意思是这些结构在很大程度上仍未知。”
团队出发获得3 d结构三个组件的电子传递链——复杂三世,复杂的IV和supercomplex III IV。他们提取线粒体复合物从绿豆发芽处理一个温和的洗涤剂,然后稳定下来之前使用低温电子显微镜来生成高分辨率的结构。基于这些结构,然后团队建立原子模型展示复合物与其他分子的相互作用,如其他蛋白质、离子和脂质。为每个三个配合物,他们能够确定的数量和结构单元,和可能的分子结合,灵活的结构。
他们的模型表明,复合物的几个方面之间共享植物、哺乳动物、真菌和细菌,包括多个组件最初被认为只存在于植物。然而,该小组还发现一些特性的复合物独特的植物,包括supercomplex的iii iv组装。这很重要,因为许多农业除草剂和杀虫剂是为了干扰呼吸复合物,以及这一发现可以帮助让他们更有选择性的打算杀死害虫。
“我们的工作提供了高分辨率的植物呼吸复合物结构,揭示植物的特性,允许更多的选择性抑制剂的发展作为除草剂和杀虫剂,“总结资深作者詹姆斯·Letts也在分子和细胞生物学系助理教授,加州大学戴维斯分校,美国。“进一步比较分析这些结构与越来越多的呼吸配合物将使我们能够了解呼吸的基本原则在生命之树。”
参考:郭Maldonado M, F, Letts也农协。原子结构III2呼吸系统复杂,复杂的第四,supercomplex III2-IV维管植物。斯沃茨KJ,卡特美联社,布劳恩惠普,Rubinstein杰,eds。eLife。2021;10:e62047。doi: 10.7554 / eLife.62047。
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