Рост растений, включая низшие их формы - зеленые водоросли (Chlorophyta), как правило определяется наличием питательных веществ, и зачастую лимитирующим фактором в этом случае является азот. Среди аминокислот - одним из основных источников азота - особый интерес представляет аргинин. Изучение метаболизма аргинина крайне важно, поскольку эта незаменимая для биосинтеза белков аминокислота также является предшественником в образовании полиаминов и оксида азота (II), которые, в свою очередь, играют важную роль в развитии растений и их адаптации к стрессовым условиям.
По нашим данным у представителей Chlorophyta ключевым ферментом в контроле биосинтеза аргинина является N-ацетил-L-глутаматкиназа (NAGK), которая фосфорилирует N-ацетил-L-глутамат, превращая его в N-ацетил-L-глутамилфосфат, и которая ингибируется конечным продуктом – аргинином. У изученных представителей Chlorophyta NAGK регулируется на транскрипционном и посттрансляционном уровнях. Как у цианобактерий и высших растений, активность NAGK зеленых водорослей контролируется сигнальным белком из семейства PII и этот процесс зависит от глутамина.
Проведенный анализ секвенированных геномов Chlorophyta, имеющихся в базах данных, позволил нам выявить отсутствие белка PII у нескольких представителей зеленых водорослей. Был проанализирован представитель Mamiellophyceae – пиководоросль Ostreococcus tauri, которая утратила в процессе эволюции белок PII. Впервые установлено, что контроль активности NAGK O. tauri осуществляется за счет посттрансляционной модификации по типу нитрозирования. Обсуждается потенциальный механизм координации активности ключевого фермента биосинтеза аргинина и формирования оксида азота, для которого аргинин служит субстратом. Полученные результаты позволяют пересмотреть существующую парадигму о PII-зависимой регуляции биосинтеза аргинина у Chloroplastida как единственно возможной (Работа осуществлена при финансовой поддержке гранта РНФ 21-14-00017).
Ключевые слова: Chlorophyta, аргинин, N-ацетил-L-глутаматкиназа, PII белок