El transporte de azúcar a través de las proteínas de transporte de azúcar STP es exclusivo de las plantas y es importante para el desarrollo adecuado de los órganos de las plantas como el polen. Los STP también se utilizan para concentrar azúcares en tejidos específicos como la fruta, y juegan un papel importante enla defensa de la planta contra ataques de hongos, por ejemplo, óxido y moho.
El azúcar se genera en las hojas de la planta por fotosíntesis, y se transporta como disacárido sacarosa a otras partes de la planta a través del tejido del tamiz. En los tejidos hundidos como las raíces, el polen y las frutas, la planta puede absorber el azúcar como sacarosa o, después de la escisión, como los monosacáridos glucosa y fructosa.
La absorción de glucosa y otros monosacáridos es impulsada por STP que mueven el azúcar a través de la membrana celular que de otro modo sería impermeable usando un gradiente ácido. Estas proteínas tienen algunas propiedades específicas en comparación con proteínas similares de animales o bacterias. Tienen una afinidad extremadamente alta por el azúcar;de hecho, se unen 1000 veces más fuertemente a los azúcares que las proteínas similares en los humanos. Al mismo tiempo, mantienen un nivel muy alto de actividad en un amplio espectro de pH en comparación con otros transportadores de azúcar impulsados por ácidos.
primer brillo en un mecanismo de transporte único
Como el primero en el mundo, un pequeño grupo de investigadores del Departamento de Biología Molecular y Genética de la Universidad de Aarhus en Dinamarca ha resuelto una estructura de una proteína de transporte de azúcar STP. Con esto, los investigadores han podido dar explicaciones paralas características particulares de transporte de los STP.
Los STP son proteínas ubicadas en la membrana celular y son muy difíciles de trabajar. Por lo tanto, a menudo lleva muchos años obtener nuevos resultados, y este también ha sido el caso con este estudio, donde los investigadores han tenido que cambiarestrategia y aplicar nuevos métodos varias veces.
"Ha sido un proceso extremadamente desafiante. En el camino, hemos tenido que abandonar resultados muy prometedores y comenzar de nuevo con nuevos métodos porque la calidad de los datos de los métodos estructurales tradicionales simplemente no era lo suficientemente buena".dice Postdoc Peter Aasted Paulsen, quien, como primer autor, describe los resultados en la revista Comunicaciones de la naturaleza . "Ha sido frustrante dejar de lado algo que es casi" lo suficientemente bueno "para comenzar todo desde un nuevo ángulo, pero ciertamente fue necesario. Se puede decir que los muchos pequeños momentos de aha que ganamos a través de los muchos intentos, fueron lo que finalmente resolvió los problemas de obtener datos de calidad suficientemente alta. ¡Fue fantástico cuando finalmente funcionó! "
Un nuevo dominio sorprende
Con la nueva estructura, los investigadores muestran que la forma general de los STP se parece a otros transportadores de azúcar de, por ejemplo, humanos. Pero la estructura también tiene sorpresas. Peter Aasted Paulsen destaca un nuevo dominio que no se ha descrito antes ".se localiza el azúcar, los STP tienen un pequeño dominio novedoso que se asemeja a una tapa que se mantiene en su lugar con un enlace inusual, un llamado puente disulfuro. Fue una observación completamente inesperada que despertó de inmediato la imaginación ".
Para investigar la función del dominio, los investigadores hicieron una versión de la proteína en la que se eliminó este enlace. Con este cambio, la proteína pierde su capacidad de transportar azúcar de manera eficiente a ciertos valores de pH. Si compara estos resultados con unAl analizar la estructura, se puede ver que la tapa se mantiene en su lugar por medio del enlace, creando así un ambiente favorable para la unión del ácido a un bolsillo de unión de ácido específico. Esta unión hace que una porción de la proteína sea empujada hacia elmolécula de azúcar, creando así una muy alta afinidad por el azúcar.
"La biología estructural es especial cuando se trata de explicar los mecanismos muy detallados que juegan las proteínas", dice el profesor asistente Bjørn Panyella Pedersen, jefe del grupo de investigación. "Ha sido extremadamente satisfactorio experimentar cómo se han combinado la estructura y la bioquímica"aquí para explicar algo completamente fundamental sobre el transporte de azúcar en plantas que no sabíamos antes "
Los resultados podrían facilitar el desarrollo de cultivos resistentes
"Desde nuestro punto de vista un poco nerd, ha sido extremadamente emocionante poder responder a estas preguntas muy fundamentales", dice Bjørn Panyella Pedersen. "Comenzamos a trabajar con los transportadores de azúcar humanos, pero desde muchos de los grandes problemas enEste campo ha sido respondido en los últimos años, decidimos centrarnos en la absorción de azúcar en otros organismos ".
"Los STP tienen características muy distintas, y es muy emocionante poder mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan", continúa Bjørn Panyella Pedersen, "Es especialmente interesante que los resultados que describimos ahora están relacionados con la cantidad deLos órganos de las plantas se desarrollan correctamente y, al mismo tiempo, han demostrado ser una contribución importante a la respuesta de las plantas a los ataques de hongos. Algunas especies de trigo son resistentes a los hongos, y nuestros resultados ayudan a explicar por qué ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Aarhus . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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