对几乎所有高等生物而言,生物钟调节着各种生理功能的时间。美国科学家的一项最新研究,揭示了一种
真菌的生物钟——通过一种感光蛋白和一系列细胞内过程,将光能转化成化学反应的生理机制。该研究成果发表在5月18日的《科学》杂志上。
细胞内分子生物钟对于昼夜光照差异的不同响应,使整个生物体能够按照光照循环过程调节自身的新陈代谢,并形成能够适应环境变化的生理周期。这种机制在许多生命过程都起着重要的调控作用,比如,真菌的孢子生殖、植物花瓣的开与合以及人类的睡和醒等。
在最新的研究中,美国康奈尔大学化学与化学生物学系BrianCrane领导的小组在粗糙脉孢菌(Neurosporacrassa)体内发现了一种机制,能够通过生物钟光传感器控制类胡萝卜素形成,保护该真菌机体不受太阳紫外光辐射伤害。科学家集中研究了一种名为Vivid的蛋白质,它包含有一个吸收光线的发色团(chromophore)。研究发现,该发色团会捕获光子,获得的能量将进一步触发一系列反应,最终导致Vivid蛋白表面的构象变化。而这些结构改变能够开启细胞内一系列级联活动,影响相关基因的表达,比如类胡萝卜素制造的“开”与“关”。
通过取代Vivid蛋白表面的单个硫原子或氧原子,研究人员发现,整个反应过程链被关闭,阻碍了该蛋白表面构象的变化,类胡萝卜素的制造也因此中断。
论文第一作者、康奈尔大学的BrianZoltowski表示,“我们现在知道,这一蛋白质的构象变化与有机体的功能直接相关。”生物钟使真菌只在需要防护的时候才合成类胡萝卜素,而类似的“开关”很可能也存在于人类的睡眠机制中。(科学网任霄鹏/编译)
作者:
2007-5-23