Введение
Класс фоторецепторных белков у растений. Фототропины – это белки фоторецепторов синего света (точнее, флавопротеины), которые опосредуют реакции фототропизма у многих видов водорослей, грибов и высших растений. Фототропины можно обнаружить во всех частях листа растения. Вместе с криптохромами и фитохромами они позволяют растениям реагировать и изменять свой рост в ответ на условия освещения. Под воздействием синего света фототропины запускают каскад передачи сигналов, который изменяет функции клеток растения различными способами. Фототропины являются частью фототропической сенсорной системы растений, вызывающей разнообразные реакции на окружающую среду. В частности, фототропины вызывают изгиб стеблей к свету и открытие устьиц. Кроме того, фототропины опосредуют первые изменения в удлинении стебля под воздействием синего света, предшествующие активации криптохромов. Фототропины также необходимы для дестабилизации, индуцированной синим светом, специфических мРНК в клетке. Фототропины регулируют движение хлоропластов внутри клетки, в особенности избегание хлоропластами яркого света. Ранее считалось, что такое избегание служит защитной функцией, предотвращающей повреждение от интенсивного освещения, однако альтернативное исследование предполагает, что основная функция этой реакции – увеличение проникновения света в более глубокие слои мезофилла при высокой освещенности. Фототропины также могут играть роль в открытии устьиц.
Phototropins are blue light photoreceptor proteins (more specifically, flavoproteins) that mediate phototropism responses across many species of algae, fungi and higher plants. Phototropins can be found throughout the leaves of a plant. Along with cryptochromes and phytochromes they allow plants to respond and alter their growth in response to the light environment. When phototropins are hit with blue light, they induce a signal transduction pathway that alters the plant cells' functions in different ways. Phototropins are part of the phototropic sensory system in plants that causes various environmental responses in plants. Phototropins specifically will cause stems to bend towards light and stomata to open. In addition phototropins mediate the first changes in stem elongation in blue light prior to cryptochrome activation. Phototropins are also required for blue light mediated transcript destabilization of specific mRNAs in the cell. Phototropins also regulate the movement of chloroplasts within the cell, notably chloroplast avoidance. It was thought that this avoidance serves a protective function to avoid damage from intense light, however an alternate study argues that the avoidance response is primarily to increase light penetration into deeper mesophyll layers in high light conditions. Phototropins may also be important for the opening of stomata.
Энзимная активность
Фототропины имеют два различных домена, регулируемых светом, кислородом или напряжением (LOV1, LOV2), каждый из которых связывает мононуклеотид флавина (FMN). В темноте FMN нековалентно связан с доменом LOV, но становится ковалентно связанным при воздействии подходящего света. Также имеются данные, свидетельствующие о том, что фототропины подвергаются аутофосфорилированию в различных участках фермента. Одно исследование показало, что фототропины, расположенные на плазматической мембране, играют роль в фототропизме, расправлении листьев, открытии устьиц и движении хлоропластов, в то время как фототропины на хлоропластах лишь частично влияют на открытие устьиц и движение хлоропластов, что позволяет предположить, что локализация белка в клетке также может играть роль в его сигнальной функции.