Ulåst enzymstruktur viser, hvordan strigolactonhormon styrer plantevækst

Forskere ved John Innes Center har fanget den tredimensionelle struktur af en strigolactonreceptor og afsløret, hvordan dette hormon finjusterer plantevækst og udvikling.

Strigolaktoner er en gruppe plantehormoner, der regulerer en lang række processer såsom skud- og rodforgrening, bladaldring og forsvar mod skadedyr og sygdomme.

Oplåsning af strukturen af ​​strigolacton-receptorproteinet, DWARF14 (D14), er et væsentligt gennembrud, der gør det muligt for forskere at forstå de molekylære mekanismer, hvormed strigolactoner udøver deres kontrol.

"Dette er den 'hellige gral' af strigolacton-signalering - vi har arbejdet på at fange denne struktur i årevis," siger Dr. Eva Benkova fra John Innes Centre. "Nu hvor vi har strukturen, kan vi se de molekylære detaljer om, hvordan hormonet er bundet af D14, og hvordan dette udløser downstream-signalering."

Forskerne fandt ud af, at D14 undergår konformationelle ændringer ved binding af strigolactoner. Denne ændring i form gør det muligt for D14 at binde sig til og hæmme et proteinkompleks kaldet MAX2 F-boksen. Denne interaktion resulterer i sidste ende i nedbrydningen af ​​et protein kaldet D53, hvilket tillader frigivelsen af ​​transkriptionsfaktorer, der styrer forskellige aspekter af plantevækst og udvikling.

"Vores undersøgelse afslørede også en fascinerende evolutionær forbindelse mellem strigolactoner og lyssignalering - vi identificerede strukturelle ligheder mellem D14 og phototropin, et protein, der fornemmer blåt lys," siger Dr. Benkova. "Dette rejser spændende spørgsmål om den evolutionære bane og diversificering af hormonsignalveje i planter."

Denne forskning åbner nye veje til at forstå, hvordan planter regulerer deres vækst og udvikling som reaktion på interne og eksterne signaler og kan føre til udviklingen af ​​nye landbrugskemikalier til afgrødeforbedring.