Scientists from Nagoya University have discovered a novel regulatory mechanism that controls the opening of stomata in plants, which is crucial for harnessing solar energy through photosynthesis. The team uncovered the role of phosphorylation at the 881st
名古屋大学的科学家发现了一种新的调节机制，可以控制植物气孔的开放，这对通过光合作用利用太阳能至关重要。该团队揭示了质膜质子泵第881苏氨酸残基（Thr881）磷酸化在这一过程中对红光和蓝光的反应
这项研究为以特定方式操纵植物生理开辟了可能性，有利于农业和环境。研究人员在《自然通讯》上报道了他们的发现
高级研究员Toshinori Kinoshita说：“这种以前未知的磷酸化事件激活了质子泵，促进气孔打开并增强光合活性。”。“这些发现揭示了植物对光反应的复杂信号通路，并有望在未来的植物工程中应用。”
气孔是植物叶片表面的微小孔隙。它们通过调节光合作用所必需的二氧化碳的吸收，在气体交换中发挥着至关重要的作用
了解控制气孔打开以响应环境信号（如光）的分子机制是植物生理和栽培的基础。最近在理解气孔开放方面取得的进展提高了重要作物的生长和产量
这个过程的一个关键部分是氨基酸的磷酸化，尤其是Thr。磷酸化是使用酶从氨基酸中添加或去除磷酸基团。它的作用就像一个开关，根据是否存在磷酸盐来改变蛋白质的结构和功能
来自转化生物分子研究所（WPI-ITbM）和名古屋大学科学研究生院的研究人员合作研究了一种氨基酸Thr881的作用。他们对来自水芹（Arabidopsis thaliana）细胞的原生质体进行了广泛的磷酸蛋白质组学分析
在红光和蓝光条件下均观察到Thr881的磷酸化。双重激活机制依赖于光合作用和蓝光受体趋光蛋白，强调了植物中光信号传导和生理反应之间的复杂相互作用
使用拟南芥突变体的进一步研究证实了Thr881磷酸化在气孔打开中的重要作用。当他们制造表达缺乏Thr881磷酸化的突变质子泵的植物时，他们发现气孔开度和蒸腾速率降低，强调了这种调节机制的重要性
他们得出结论，膜蛋白AHA1的Thr-881和Thr-948在蓝光下被磷酸化。Thr-881和Thr-948的磷酸化对H+-ATP酶的激活至关重要，H+-ATP蛋白酶允许气孔打开
Kinoshita说：“通过这项研究，我们已经能够确定一种负责激活质膜质子泵的关键氨基酸。”。“通过修饰氨基酸，我们可以潜在地控制气孔的打开。”
研究人员还观察到叶片和芽中Thr881的磷酸化，表明它在植物生理学中发挥着比调节气孔更广泛的作用
Kinoshita说：“质膜质子泵在所有植物细胞中都发挥着作用，不仅在气孔腺的打开中发挥着至关重要的作用，而且在根部营养物质的吸收、光合产物的运输和花粉管的伸长中也发挥着重要作用。”
“这表明Thr881的操作有助于促进植物生长，增加二氧化碳吸收，并减少氮和磷等肥料的使用。”