Una mirada exhaustiva sobre cómo las plantas construyen celulosa, el bloque de construcción principal de las paredes de la mayoría de las células vegetales que se usa en una amplia variedad de materiales hechos por el hombre, podría tener implicaciones importantes para su uso en biocombustibles. Los investigadores de Penn State han identificadoLos principales pasos en el proceso, así como las herramientas utilizadas por las células vegetales para crear celulosa, incluidas las proteínas que transportan componentes críticos al lugar donde se produce la celulosa. Un artículo que describe el estudio aparece en línea la semana del 26 de marzo de 2018, en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"La celulosa es el biopolímero más abundante en la Tierra", dijo Ying Gu, profesor asociado de bioquímica y biología molecular en Penn State y autor principal del artículo. "Constituye aproximadamente el 95 por ciento del papel y el 90 por ciento del algodón,y sus derivados están incluso en los emulsionantes del helado. En los últimos diez años más o menos, la celulosa también se ha considerado como un componente importante de los biocombustibles. Comprender cómo se sintetiza la celulosa puede permitirnos optimizar su uso como fuente de energía renovable."
La celulosa en muchos de los productos utilizados en la vida cotidiana es producida principalmente por las plantas. A pesar de la importancia económica de la celulosa, antes de este estudio, los investigadores solo tenían una comprensión básica de cómo las plantas crean este recurso abundante.
"Sabíamos que la celulosa se sintetiza en la membrana plasmática que rodea a las células vegetales dentro de un complejo de proteínas heteroméricas, un grupo de diferentes tipos de proteínas, llamado complejo de celulosa sintasa, y que el componente principal de este complejo es un únicoproteína de carga llamada celulosa sintasa ", dijo Gu." Pero no sabíamos si otras proteínas están involucradas en el complejo, o cómo las proteínas llegan a la membrana plasmática. Para comenzar a responder estas preguntas, utilizamos una combinación de enfoques, incluyendoimagen celular, genética funcional y proteómica, para crear una línea de tiempo de eventos e identificar las principales proteínas involucradas en la preparación de la célula para la síntesis ".
Los investigadores mostraron que una proteína llamada celulosa sintasa interactiva 1 CSI1 interactúa con el complejo de celulosa sintasa antes de la síntesis y puede ayudar a marcar el sitio en la membrana plasmática donde se produce la síntesis. También demostraron que CSI1 interactúa con un complejo separado llamadoel complejo de exoquistes, que participa en el transporte de materiales a la membrana plasmática en una variedad de especies, y una proteína llamada PATROL 1. Estos componentes pueden contribuir a la rapidez con que el complejo de celulosa sintasa viaja a la membrana externa de la célula antes de la síntesis.
"Sabíamos que el complejo de exoquistes se conserva evolutivamente, con una estructura esencialmente inalterada en levaduras y mamíferos, y aquí confirmamos su papel en las plantas. Pero PATROL1 es una proteína específica de la planta que no se parece a nada que veamos en mamíferos o levaduras. Estamos desconcertados por lo que PATROL1 realmente hace y estamos entusiasmados de continuar investigando su función ".
Debido a que CSI1 interactúa con muchos componentes que son parte integral de la síntesis de celulosa, el equipo de investigación planea usarlo como una herramienta para dilucidar aún más este importante proceso y su evolución.
"Eventualmente esperamos traducir lo que sabemos acerca de cómo las células vegetales construyen celulosa para separarla de manera más eficiente nuevamente para su uso en biocombustibles", dijo Gu, "en última instancia, aumentando la eficiencia de la producción de energía basada en biomasa".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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