Nature：植物水蛋白通道结构被破译

　　生物通报道：萎蔫的、缺水的室内植物和被洪水淹没的庄稼其实具有一些共同的特征。一项新的研究揭示出，从菠菜那里获得的知识可能会为提升植物和人类健康开启了大门。研究的结果公布在Nature杂志的网络版上。 瑞典植物生化学家和Lund大学以及Chalmers科技大学的结晶学专家对菠菜的膜蛋白进行了深入的研究。他们破解了一种水通道蛋白的结构。这项研究不但首次发现了一种植物的水通道，而且还首先确定了这种植物膜通道的原子结构。 在这个结构的基础上，伊利诺斯州大学的研究人员还利用先进的分子动力学模拟技术分析了这些蛋白如何对细胞信号（如改变pH值或磷酸化程度）做出反应。 令研究人员惊讶的是，这个模拟过程清楚地显示出离一个水孔道很远的特殊残基控制着这个通道的开启。这个残基扣住蛋白质的一个细胞外环，当没有被磷酸化时就抑制这个水通道。当这个残基被磷酸化并带上电荷时，它们释放这个环并开启水通道。 研究人员推测这种门控活动在所有植物水通道蛋白中普遍存在，因为测序显示这种门控环在植物中具有保守性。植物细胞在干旱时会关闭它们的水通道以保持住它们的水分。有趣的是，在洪涝情况下，它们也会通过关闭这些水通道来保护自己。虽然与这两种类型的关闭事件有关的细胞信号并不相同，但是两种机制都是通过这种蛋白的相同的结构成分介导的。 在原子水平上，开启的和关闭的通道的结构差异是很明显的：当开启时，这种蛋白质容许水分子通过；当关闭时，它的孔的尺寸被减小到2埃。 这些发现是膜通道研究的一个里程碑。水通道蛋白（Aquaporins）于1991年由Peter Agre发现。到目前为止已经在动物和植物中分别发现了13和35种类型的水通道蛋白。（生物通记者杨淑娟）