El almidón solo es producido por plantas y algas. Ahora, también puede ser producido por levadura, o, en cualquier caso, por las levaduras en los laboratorios del grupo dirigido por Samuel Zeeman, profesor de bioquímica vegetal en el Instituto ETH Zurichde Ciencias Agrícolas. Los investigadores han logrado implantar levadura con la maquinaria que utilizan las plantas para crear esta forma almacenada de glucosa. "Es una innovación sin precedentes", dice Zeeman.
Transferencia de enzimas vegetales
Para lograr este objetivo, Barbara Pfister, la investigadora que encabezó el proyecto, tomó los planos de siete enzimas diferentes involucradas en la síntesis de almidón del genoma del berro de tallo Arabidopsis thaliana .Luego los implantaron en el genoma de la levadura, de donde también eliminaron todas las enzimas involucradas en la síntesis de glucógeno, la forma de almacenamiento de glucosa en la levadura, para evitar que estas enzimas interfieran con la síntesis de almidón.
En total, los investigadores generaron más de 200 cepas de levadura, algunas de ellas con las siete enzimas y otras con varios conjuntos reducidos de ellas. En consecuencia, las cepas produjeron almidón que se parecía mucho al de Arabidopsis o nada de almidón, o productos de almidón con diferentes grados de modificación
La levadura en realidad produce almidón Los investigadores utilizaron varios métodos para investigar qué fue exactamente lo que produjo la levadura. Además de la prueba clásica de yodo y varios procesos de imagen bien establecidos, la nueva técnica de tomografía pitográfica de rayos X criogénicos desarrollada en el Paul ScherrerEl Instituto se aplicó aquí para determinar la densidad de masa de los productos sintetizados dentro de la levadura.
El resultado: las cepas que contienen las siete enzimas producen almidón con diferencias mínimas de Arabidopsis almidón. Sin embargo, lo que fue sorprendente fueron los productos de cepas en las que faltaban una o más enzimas: dependiendo de la combinación, algunas de estas cepas producían algún tipo de almidón.
Almidón por una ruta indirecta
"La síntesis de almidón no es un proceso lineal", explica Zeeman. "Si falta una enzima, las que quedan siguen funcionando de todos modos y simplemente crean un producto ligeramente diferente". Los investigadores pudieron demostrarlo, dependiendo deEn combinación con las otras enzimas, la síntesis de almidón también funciona sin desramificar las enzimas. Estas enzimas eliminan el exceso de ramificación en las cadenas de azúcar producidas durante la síntesis de almidón y se propuso previamente que fueran indispensables para la formación de almidón.
"En la actualidad, el sistema de levadura es puramente una herramienta de investigación", dice el profesor de ETH. Explica que permite simular e influir la síntesis de almidón, además de permitir una investigación más detallada de los roles individuales de las enzimas participantes y deLa formación de la estructura complicada del almidón. "Hacer estos estudios en levadura es mucho más rápido y sencillo que en las plantas", enfatiza Zeeman. Al preguntarle sobre futuras aplicaciones, agrega: "Por supuesto, sería posible probar nuevas modificaciones de almidón en elsistema de levadura para intentar mejorar las propiedades del almidón para ciertas áreas de aplicación "
Tomando una nueva dirección con levadura
Este proyecto financiado por SNF vio al grupo de Zeeman trabajar con levadura por primera vez. "Funcionó notablemente bien", dice. Zeeman y Pfister ahora quieren usar el sistema de levadura para investigar la síntesis de almidón con mayor detalle a nivel de sistema.Con este fin, el grupo ha comenzado a trabajar con especialistas en modelado matemático para simular el proceso en un modelo de computadora.
El almidón es un componente importante de alimentos como el maíz, el arroz o las papas. Es de gran interés para la fabricación de materiales biodegradables, y se usa en muchos lugares inesperados, como el recubrimiento de papel. Como tal, el almidón está siendoconstantemente optimizado para sus diversas aplicaciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Maja Schaffner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :