För första gången har forskare från University of Washington School of Medicine, Indiana University Bloomington och University of Cambridge bestäms hur en växt hormon - auxin - interagerar med sin hormonreceptorpositiv, som kallas TiR1.
Deras rapport, på omslaget till veckans nummer av Nature, kan också ha stor betydelse för behandling av sjukdomar hos människan, eftersom TiR1 liknar mänskliga enzymer som är kända för att vara inblandade i cancer.
"Lära att auxin reglerar TiR1 är ett stort framsteg för växtbiologi som troligen kommer att få viktiga konsekvenser för jordbruket i framtiden", sade IE Bloomington anläggning biologen Mark Estelle. "Det är en bonus för oss att TiR1 är relaterad till proteiner i andra organismer, inklusive människan. Några av TiR1 mänskliga släktingar spela en roll i olika mänskliga cancer, och det är möjligt att vårt arbete på växter så småningom kommer att leda till nya cancerläkemedel."
Fram till nu trodde man enzymer som TiR1, kallad ubiquitin ligases, bara kan kontrolleras genom protein-protein interaktioner. Ubiquitin ligases påverka tillväxt och ljus svar i växter, gift riskreducering i jäst och även cancer celldelning hos människor.
"Även ubiquitin ligases har länge setts som potentiella målproteiner för behandling av cancer och andra sjukdomar hos människor, det har varit en krokig väg för forskare att komma med en framkomlig väg", sade University of Washington School of Medicine farmakologen Ning Zheng, som ledde forskning. "Den mekanism genom vilken auxin fungerar pekar ut en ny riktning för oss att utveckla terapeutiska substanser som ubiquitin ligases."
Forskarna utvinns och renas TiR1 från den gemensamma anläggningen modellen Arabidopsis. Genom röntgengenomlysning kristaller av proteinet, bestämd Zheng, Estelle och kollegor enzymets tredimensionella struktur - ett första för receptorer växt hormon. Forskarna blöta sedan kristallen i en lösning med auxin och upprepade röntgen behandling för att avgöra var den auxin bundit. Slutligen forskarna lagt till en peptid som TiR1 är känt för att binda och modifiera.