Рецепция и трансдукция холодового сигнала

И целые организмы, и отдельные клетки имеют систему рецепции и трансдукции холодового сигнала (Murata, Los, 2006). В настоящее время для высших растений еще не выявлены рецепторы, воспринимающие холодовой сигнал, но такой рецептор был обнаружен у цианобактерий.

Пара сигнальных белков Hik и Rre образует так называемую двухкомпонентную систему рецепции и трансдукции сигналов, впервые выявленную у Escherichia coli и Bacillus subtilis (Stock et al., 2000; Aguilar et al., 2001). После восприятия холодового сигнала рецепторным доменом, происходит автофосфорилирование Hik по остатку гистидина (Stock et al., 2000). На следующем этапе происходит переброска остатка фосфорной кислоты с гистидина на остаток аспартата в воспринимающем домене регулятора ответа Rre. После фосфорилирования Rre приобретает способность взамодействовать с промоторами соответствующих генов, и влиять на их экспрессию (Koretke et al., 2000).

Двухкомпонентные системы найдены также и у цианобактерий (Mizuno et al. 1996). Чтобы установить, может ли ШкЗЗ влиять на экспрессию регулируемых холодом генов LTI (low-temperature induced), Murata и Los изучали экспрессию генов в мутантных клетках desA∕desD∕hik33, в которых помимо мутации генов DesA и DesD (DESATURASE A, D) был поврежден и ген ШкЗЗ. Оказалось, что мутация по гену НікЗЗ подавляет индукцию холодом экспрессии генов LTI. Деятельность Hik33 при восприятии низкой температуры зависит от жесткости мембран (Inaba et al., 2003). В аминотерминальной области Hik33 найдено два трансмембранных домена, которые, по-видимому, служат сенсором жесткости мембраны и участвуют в восприятии температурных изменений фазового состояния мембранных липидов (Murata, Los, 1997; Los, Murata, 1999; 2000; Mikami, Murata, 2003; Los, Murata, 2004). Этот рецептор способен реагировать даже на небольшое охлаждение.