GORK channel: A master switch of plant metabolism?

Resumo

O potássio regula uma infinidade de respostas metabólicas e de desenvolvimento nas plantas, e, sob exposição a estresses bióticos e abióticos, ocorre uma perda substancial de K⁺ das células vegetais. Os canais de efluxo de potássio de retificação externa GORK são centrais para essa perda de K⁺ induzida por estresse a partir do citosol. Em sistemas de mamíferos, foi demonstrado que moléculas sinalizadoras como ácido gama-aminobutírico, proteínas G, ATP, inositol e proteínas fosfatases atuam como ligantes controlando muitos canais de efluxo de K⁺. Aqui, apresentamos evidências de que as mesmas moléculas também podem regular os canais GORK em plantas. Esse mecanismo permite a operação dos canais GORK como um interruptor mestre do metabolismo celular, ajustando assim a homeostase intracelular de K⁺ a condições ambientais alteradas, para maximizar o potencial adaptativo das plantas.

Abstract

Potassium regulates a plethora of metabolic and developmental response in plants, and upon exposure to biotic and abiotic stresses a substantial K+ loss occurs from plant cells. The outward-rectifying potassium efflux GORK channels are central to this stress-induced K+ loss from the cytosol. In the mammalian systems, signaling molecules such as gamma-aminobutyric acid, G-proteins, ATP, inositol, and protein phosphatases were shown to operate as ligands controlling many K+ efflux channels. Here we present the evidence that the same molecules may also regulate GORK channels in plants. This mechanism enables operation of the GORK channels as a master switch of the cell metabolism, thus adjusting intracellular K+ homeostasis to altered environmental conditions, to maximize plant adaptive potential.