经济

<p>在美国和法国的同步加速器上制造的几种相关蛋白质的图像使得圣路易斯华盛顿大学和法国格勒诺布尔的欧洲分子生物学实验室的科学家能够解决生物化学机械关键部分的结构,使植物能够控制循环激素的浓度在这里,WUSTL研究生Corey Westfall在芝加哥附近阿贡国家实验室的同步加速器Advanced Photon Source上巧妙地放置了蛋白质晶体,产生了一束明亮的X射线</p><p>一旦晶体就位Westfall将离开并且重型导门将关闭在实验站上,称为一个储藏室,并且光束将从存储环偏转到舞台Westfall将不知道,直到他看到蛋白质的结果图像是否是水晶是一个好的或不是一个国际科学家团队已开始在调节水平的生物化学系统上设置分子面植物激素保护植物免受攻击或生长条件的变化科学已经了解植物激素自查尔斯达尔文试验植物枝条以来,只要它们的尖端分泌生长激素,它就会向光线弯曲</p><p>但是,直到最近科学家们才开始在生物化学系统上设置一个分子面,调节植物激素的水平,以保护植物免受食草动物或病原体的侵袭,或者让它适应温度,降水或温度的变化</p><p>土壤养分现在,圣路易斯华盛顿大学的科学家与法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置和欧洲分子生物学实验室的跨大西洋合作揭示了一种激活植物激素的开关的运作,标签它们用于存储或标记为销毁这项研究发表在5月24日的“科学快报”上,并将成为酒吧科学博士,WUSTL艺术与科学生物学副教授,该论文的高级作者Joseph Jez博士说,这篇研究报告是在即将发表的科学问题中发表的</p><p>“酶是细胞停止/开关,可以打开和关闭激素反应</p><p>”不仅与除草剂的设计有关 - 其​​中一些是合成植物激素 - 而且还与植物的遗传修饰有关,以适应由于气候变化不受控制的更极端的生长条件在植物中,激素信号替代免疫系统上面,植物是表现出“过敏反应”,其特点是故意细胞死亡,否认病原体食物和水过敏反应是由植物激素水杨酸引发的植物激素做什么植物看起来很无能为力毕竟,它们不能从杂草中逃脱当他们萎靡时,他们会移动到阴凉处,他们没有牙齿,爪子,神经系统,免疫系统或大多数其他保护性的eq标准配备动物底盘的设备但它们确实产生激素或准确 - 因为激素通常被定义为腺体分泌的化学物质而植物没有腺体 - 它们制造的浓度非常低的化学物质会大大改变它们的发育,生长或者新陈代谢在原始意义上的“激素”,这是希腊语的推动力,它们激起植物在植物中和动物一样,激素控制生长和发育例如,生长素,一组植物激素,触发细胞分裂茎的伸长和向根,芽和叶的分化除草剂2,4-D是一种合成的生长素,通过迫使它们生长到疲惫的程度来杀死阔叶植物,如蒲公英或藜,要求他最喜欢的一个例子</p><p>植物激素,Corey S Westfall带来了化学防御系统Westfall,Jez实验室的研究生,与欧洲的科学家Chloe Zubieta博士一起n同步加速器辐射设施完成了大部分研究工作走在WUSTL附近圣路易斯的一个公园里,Westfall经常看到橡树叶上有褐色斑点</p><p>这些斑点是故意使用细胞自杀以拒绝水和养分的细胞</p><p>降落在斑点中心的病原体这种形式的自我消毒是由植物激素水杨酸引发的Westfall还提到了茉莉酸,它会导致植物分泌单宁等化合物,阻止食草动物 单宁对昆虫有毒,因为它们与唾液蛋白结合并使它们失活所以摄取大量单宁的昆虫不能增重,最终可能会死一点,少一点激素,换句话说,让植物快速反应,有时甚至是对于发育线索和环境压力但为了做出适当的反应,植物必须能够灵敏地控制激素分子的水平和活性</p><p>科学论文揭示了一个关键的控制机制:将氨基酸连接到激素分子的酶家族打开或关闭激素根据激素和氨基酸,反应可以激活激素,将其存放或标记为破坏例如,在模型植物中,水芹,不到5%的生长素是在活性自由形式中发现大多数与氨基酸共轭(附着)并且无活性,构成可以快速转化为活性自由基的分子库orm氨基酸的附着是由一大类叫做GH3s的酶(蛋白质)催化的,它们可能起源于4亿年前,在陆地植物进化之前</p><p>基因随着时间的推移而多样化:在苔藓中只有少数,但是19岁的thale cress和100多个“自然发现有效的东西,并坚持使用它们”,Jez说,GH3s,他说,是适合多种用途的基因家族扩展的一个显着例子旋转激素修饰机器第一个GH3基因 - 来自大豆 - 在1984年进行了测序但是基因(或蛋白质)序列几乎没有揭示蛋白质的作用以及它们是如何做到的</p><p>为了理解功能,科学家们必须弄清楚这些酶是如何从氨基酸的长项链开始的</p><p>折叠成具有保护性压痕的旋钮小球用于化学反应不幸的是,蛋白质折叠是一个众所周知的难题,至少在计算机计算的范围内是至少一个问题</p><p>常规所以大多数蛋白质结构仍然通过时间密集的结晶蛋白质和用X射线轰击晶体以定位其中的原子来解决.Jez实验室和欧洲同步辐射设施的结构生物学组都专注于蛋白质结晶到目前为止检测的所有GH3酶具有相同的锤 - 砧结构反应物(绿色)被夹在“铁砧”(蓝色)中的活性位点,并且“锤”(紫色)在活性位点上旋转</p><p>酶催化两步反应:第一步发生在活性位点打开时,第二步发生在活性位点关闭时,幸运的是,科学家能够以两种不同的构象冷冻酶这些信息和通过改变酶活性位点上的氨基酸让它们将酶的作用拼凑在一起原来,GH3酶被折叠成一种称为锤子和铁砧的形状</p><p>两步化学反应在第一步中,酶的活性位点是开放的,允许ATP(腺苷三磷酸,细胞的能量储存分子)和植物激素的游离酸形式进入一旦分子结合,酶剥离磷酸基团脱离ATP分子形成AMP并将AMP粘附在激素的“活化”形式上,称为腺嘌呤腺苷酸化的反应触发部分酶在活性位点上旋转,准备催化第二反应,其中氨基酸这种被称为转移酶的反应“在你弹出两种磷酸盐之后,”Jez说,“分子的顶部进入并建立了一个完全不同的活性位点我们很幸运能够以结晶方式捕获它因为我们在两个位置捕获了酶“相同的基本两步反应可以激活或灭活激素分子将氨基酸异亮氨酸添加到jasmo例如,nate使茉莉酮酸激素具有生物活性另一方面,将天冬氨酸氨基酸添加到称为IAA的生长素中,标志着它被破坏这是第一次任何GH3结构得到解决</p><p>匆忙中的植物育种了解强大的植物激素系统将为科学家提供一种更快,更有针对性的方式来培育和驯化植物物种,加快生长所需的速度以跟上植物生长区的快速转变 植物激素,如动物荷尔蒙,通常影响许多基因的转录,因此具有多种效应,一些是可取的,另一些是不可取的</p><p>但GH3突变体提供了可能的诱人的一瞥:一些对细菌病原体具有抗性,另一些对真菌病原体具有抗性</p><p>一些特别耐旱的Westfall提到,在2003年,普渡大学的一位科学家发现,一种短茎但正常的耳朵和流苏的玉米品种有一个突变,干扰植物中激素生长素的流动因为这些植物它们相对较小,它们具有相对抗旱性,并且可能在印度生长,北美玉米品种无法存活</p><p>类似的高产矮化品种可能会在世界上许多人面临饥饿风险的地区防止饥荒来源: Diana Lutz,圣路易斯华盛顿大学图片: