У растений описано пять групп аквапоринов:
- Интегральные белки плазматической мембраны, Plasma membrane Intrinsic Protein (PIP)
- Интегральные белки тонопласта, Tonoplast Intrinsic Protein (TIP)
- Интегральные нодулин-26-подобные белки, Nodulin-26 like Intrinsic Protein (NIP)
- Малые основные интегральные белки, Small basic Intrinsic Protein (SIP)
- Интегральные X белки, X Intrinsic Protein (XIP)
Данные пять групп аквапоринов на основе последовательностей, кодирующих их ДНК, были разделены на эволюционные подгруппы. Аквапорины плазматической мембраны (PIP) делятся на две подгруппы: PIP1 и PIP2. Аквапорины тонопласта (TIP) классифицируются на 5 подгрупп: TIP1, TIP2, TIP3, TIP4 и TIP5. В каждой подгруппе выделяют изоформы, например: PIP1;1, PIP1;2. Важно также отметить, что набор аквапоринов не только видоспецифичен, но также ткане- и цитоспецифичен; также следует учитывать, что паттерн экспрессии аквапоринов изменяется в ходе онтогенеза.
Функции аквапоринов в растениях
У растений вода поглощается корнями, главным образом, в зоне всасывания, для которой характерно наличие корневых волосков — цитоплазматических выростов трихобластов. После поглощения вода проходит кору корня и поступает в проводящие ткани. Выделяют три пути латерального (от периферии корня к центральной его части):
- апопластныйтранспорт — транспорт по пространству клеточных стенок и межклетников;
- транспорт от клетки к клетке:
- симпластныйтранспорт — транспорт по цитоплазме клеток, сообщающихся через плазмодесмы;
- трансмембранный траснпорт — транспорт от клетки к клетке связан с пересечением плазматических мембранпри участии аквапоринов плазматической мембраны и тонопласта.
Было показано, что при погружении корней в хлорид ртути (наиболее общеупотребительный ингибитор аквапоринов растений) поток воды значительно снижается, в то время как транспорт ионов не изменяется.[11] Данный факт подверждает наличие специализированных механизмов поглощения воды корнями растений, не связанных с транспортом ионов.
Также важно отметить, что аквапорины играют важную роль в поддержании нормальной осмолярности цитоплазмы и принимают участие в росте растительных клеток растяжением, регулируя трансмембранный поток воды в клетку. В частности, предполагается участие аквапоринов в регидратации обезвоженных пыльцевых зёрен на рыльце пестика и регуляция трансмембранного потока воды в растущую пыльцевую трубку [4].
Подавление экспрессии генов аквапоринов в растениях приводит к снижению гидравлической проводимости и снижению интенсивности фотосинтеза в листьях.
Источник:
- Физиология растений. И.П. Ермаков 2007. — С. 126—128