Все життя залежить від сонця для росту. Рослини, водорості, фотосинтезуючі бактерії та інші використовують фотосинтез для перетворення енергії світла в хімічну, забезпечуючи їжею та енергією переважну більшість організмів на Землі.Хлорофіл(Chl), каротиноїди та фікобіліни, серед інших фотосинтетичних пігментів, поглинають світлову енергію для транспортування електронів і є незамінними компонентами фотосинтезу. Важливість хлорофілу та потенційна небезпека окислювального стресу його фоточутливих попередників означає, що біосинтез хлорофілу підлягає суворій і точній регуляції на багатьох рівнях. Дослідження регуляторних механізмів біосинтезу хлорофілу має важливе керівне значення для підвищення ефективності фотосинтезу та вирішення продовольчих та енергетичних криз. Нещодавно спільна дослідницька група, що складається з групи професора Жунчен Ліня в Інституті ботаніки/лабораторії Сянху Китайської академії наук, групи професора Децян Дуанму в сільськогосподарському університеті Хуачжун, групи професора Сяобо Лі в Університеті Вестлейк і групи професора Бернхарда Грімма в Берлінському університеті Гумбольдта опублікував оглядову статтю під назвою «Регуляторні та ретроградні сигнальні мережі на шляху біосинтезу хлорофілу» в JIPB. У цьому огляді детально описано хід досліджень регуляторних механізмів синтезу хлорофілу та ретроградної сигнальної мережі, опосередкованої метаболітами тетрапіролу, а також обговорюються майбутні напрямки досліджень у цій галузі. Фотосинтез розвивався в анаеробних середовищах; однак поява фотосинтезуючих-організмів, що виробляють кисень, зрештою призвела до створення атмосфери, багатої киснем. Ця зміна умов навколишнього середовища спонукала ферменти в біосинтезі хлорофілу змінитися з киснево-незалежних (або навіть киснево-чутливих) на кисне-толерантні (або навіть кисень-потрібні). Хоча шлях біосинтезу хлорофілу в рослинах є висококонсервативним, у різних водоростях синтез хлорофілу каталізується численними ізоферментами, які не зазнали гомологічної еволюції. Наземні рослини в основному використовують Chl a і b, тоді як фотосинтетично автотрофні водні організми, такі як еукаріотичні водорості та прокаріотичні ціанобактерії, використовують більш широкий спектр Chl. Недавні дослідження виявили та з’ясували функцію та еволюційний механізм гена CHLC синтази хлорофілу c у моделі морської діатомової водорості (Phaeodactylum tricornutum).
Світлові сигнали та численні гормональні сигнали спільно регулюють синтез хлорофілу, утворюючи дуже складну регуляторну мережу. Регуляторний вплив світлових і гормональних сигналів на синтез хлорофілу в основному проявляється на рівні транскрипції. Фітохромні взаємодіючі фактори (PIFs), основний фактор у передачі світлового сигналу, разом із факторами транскрипції, такими як витягнутий гіпокотил 5 (HY5), передача сигналів брасиноліду (BR) (BZR1, стійкість до брасиназолу-1) і нечутлива до етилену 3 (EIN3, передача сигналів етилену), усі регулюють експресію синтезу хлорофілу гени. Інший клас транскрипційних факторів, GLK1/GLK2 (Golden-Like 1/2), GATA та CGA1/GNL (Cytokinin-Induced GATA1/GNC-like), об’єднує різноманітні внутрішні та зовнішні сигнали, зокрема світлові та гормональні сигнали. GLK1/GLK2, зокрема, має вирішальне значення для синтезу хлорофілу та розвитку хлоропластів.
Хлорофіліпт краплі
Подробиці
Назва продукту: Хлорофіліпт краплі
Рослинний джерело: екстракт м'яти перцевої
Специфікація: 59 мл/пляшки
MOQ: 1 пляшка
Сервіс: OEM ODM Private Label Service
Термін придатності: 24 місяці
Походження: Шеньсі, Китай
Стан: Рідина
Застосовні люди: Дорослі
Не застосовується Люди: Вагітні жінки
Пост-трансляційна регуляція метаболічних ферментів TBS (біосинтезу тетрапіролу) включає модифікацію специфічних амінокислотних залишків і регуляцію стабільності та активності метаболічного ферменту TBS за допомогою кофакторів і молекулярних шаперонів (рис. 3). Кілька молекулярних шаперонів, розташованих у цитоплазмі та хлоропласті, зв’язуються з білками-попередниками, щоб сприяти транспорту білків-попередників у хлоропласт і їх тонкій обробці та збірці. Одночасно, як компоненти таких комплексів, як протеази Clp, молекулярні шаперони беруть участь у регуляції стабільності метаболічних ферментів TBS (наприклад, GluTR і CAO). Недавні дослідження виявили багато нових молекулярних шаперонів, таких як cpSRP43 (частинка розпізнавання сигналу хлоропласта 43) і MORF2 (фактор редагування багатьох органелярних РНК-2), які регулюють біосинтез хлорофілу. Взаємодіючі білки метаболічних ферментів TBS та їх зв’язані метаболіти діють як кофактори для регулювання активності ферментів; наприклад, GBP (GluTR-зв’язуючий білок) і Heme утворюють комплекс для спільного регулювання активності ферменту GluTR. Крім того, все більше досліджень виявили, що метаболічні ферменти TBS демонструють модифікації ацетилювання та фосфорилювання в своїх амінокислотних сайтах, що призводить до різних станів активності та відповідей на зміни навколишнього середовища.
Будучи напівавтономними органелами, хлоропласти можуть регулювати експресію ядерних генів у відповідь на сигнали розвитку та середовища; ці сигнали, що випускаються хлоропластами, називаються зворотними сигналами (рис. 4). Метаболіти на шляху синтезу хлорофілу, такі як MgPPIX, вважалися зворотними сигнальними факторами, що вивільняються хлоропластами. Проте подальші експерименти показали, що гем і його нижній метаболіт Білівердин IX (BV IX) є важливими зворотними сигнальними факторами в рослинах і водоростях, а не MgPPIX. Тим не менш, сигнали ROS (такі як синглетний кисень 1O2), викликані метаболітами гілок хлорофілу, такими як Pchlide, залишаються дуже важливими джерелами зворотної сигналізації. Гем, синтезований у хлоропластах, може транспортуватися через мембрану хлоропласта до багатьох органел, включаючи цитоплазму, ядро та мітохондрії. Крім того, дослідження виявили, що продукти розпаду хлорофілу транспортуються у вакуолі через вакуолярний транспортер ABC AtMRP1-3, що є відправною точкою для вивчення механізму транспорту продуктів розпаду хлорофілу. Проте механізми транспортування продуктів деградації гему та хлорофілу залишаються невідомими та потребують подальших поглиблених досліджень.
Дослідження біосинтезу хлорофілу та його регуляторних механізмів залишаються динамічною сферою, яка має суттєві наслідки для біології рослин, сільського господарства та біотехнології. Розуміння впливу факторів навколишнього середовища на біосинтез хлорофілу має вирішальне значення для підвищення стійкості культур до стресу; вивчення регуляторних мереж реакції на стрес та їх впливу на хлорофіл допомагає у виведенні стрес{1}}стійких сортів рослин; і порівняльні дослідження різних видів рослин (включаючи не-судинні рослини) можуть дати розуміння еволюції шляхів біосинтезу хлорофілу. Це дослідження буде застосовано до біосинтезу хлорофілу в гетерологічних системах, що зрештою буде служити сучасному сільському господарству, промисловості та навіть сучасній медицині.
Shaanxi Lv Ke Chun Yuan Biotechnology Co., Ltd
Наша адреса
Huaxia Yue World, Weibin District, Baoji City, Shaanxi Province
Номер телефону
86-13992760792
Електронна-пошта
sales04@lucynatural.com
