Celuloză Greu de digerat, dar bogată în energie

Cerealele, legumele și fructele sunt surse importante de energie în dieta umană. Cu toate acestea, nu putem utiliza componenta principală a plantelor - celuloza din peretele celular. Chiar și la rumegătoarele care pot digera celuloza, digestibilitatea peretelui celular joacă un rol decisiv în utilizarea furajelor. Prin urmare, oamenii de știință lucrează la utilizarea pereților celulari ai plantelor pentru a genera energie și a crește digestibilitatea furajelor. Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Fiziologia Moleculară a Plantelor din Potsdam-Golm au descoperit acum o proteină necunoscută anterior, care este necesară pentru producerea de celuloză.

greu

Spre deosebire de celulele de la animale, celulele vegetale au un perete celular format din diverși polimeri de zahăr, a cărui componentă principală este celuloza. Oferă plantei stabilitatea sa, o protejează de agenți patogeni și este implicată în germinarea semințelor și maturarea fructelor. Plantele constau din 35 până la 50% din greutatea lor uscată de celuloză - este cel mai comun biopolimer de pe pământ.

Celuloza este sintetizată direct pe membrana plasmatică printr-un complex proteic. Singura componentă cunoscută a acestui complex este celuloză sintază (CESA). Această enzimă apare în celulele vegetale sub diferite forme, fiecare cu o structură diferită. Studiile genetice indică faptul că trei dintre aceste forme - CESA1, CESA3 și CESA6 - sunt necesare pentru sinteza peretelui celular primar, în timp ce CESA4, CESA7 și CESA8 sunt necesare pentru sinteza peretelui celular secundar. Peretele celular primar se formează în timpul creșterii celulare și este deosebit de flexibil și extensibil. Peretele celular secundar, pe de altă parte, apare după ce creșterea este completă și este mai groasă și mai rigidă decât peretele celular primar.

Anterior nu se știa din câte forme CESA constă complexul proteic și dacă acesta conține alte proteine. Oamenii de știință care lucrează cu Staffan Persson la Institutul Max Planck pentru Fiziologia Moleculară a Plantelor, în colaborare cu colegii din SUA, au identificat proteina celuloză sintază-interactivă - CSI1 - care este implicată în sinteza celulozei. CSI1 pare să fie legat de complexul CESA, deoarece interacționează cu sintaza de celuloză a peretelui celular primar (CESA1, 3 și 6). Cercetătorii au reușit să demonstreze că proteina joacă un rol important în formarea celulozei. „S-a demonstrat că plantele care nu pot produce CSI1 din cauza unei mutații produc mai puțină celuloză. Au rădăcini scurtate și umflate și boabele lor de polen se prăbușesc ”, explică Staffan Persson.

Oamenii de știință nu știu încă ce rol are CSI1 în sinteza celulozei. Bănuiesc că proteina influențează viteza producției de celuloză și alinierea spațială a fibrilelor individuale de celuloză. Prin urmare, cercetătorii doresc să investigheze rolul exact al CSI1. Rezultatele acestor investigații suplimentare vor contribui la o mai bună înțelegere a biosintezei pereților celulari. Aceste cunoștințe ar putea crește șansele unei digestibilități mai bune a peretelui celular în hrana animalelor sau utilizarea pereților celulari pentru producerea de energie.

Publicație originală:
Ying Gu, Nick Kaplinsky, Martin Bringmann, Alex Cobb, Andrew Carroll, Arun Sampathkumar, Tobias I. Baskin, Staffan Persson și Chris R. Somerville
Identificarea unei proteine ​​asociate celulozei sintază necesară pentru biosinteza celulozei
PNAS, 1 iulie 2010, pre-publicat online (doi: 10.1073/pnas.1007092107)

A lua legatura:
Dr. Staffan Persson
Institutul Max Planck pentru fiziologie moleculară a plantelor, Potsdam
Tel.: +49 331 567-8149
E-mail: [email protected]

Ursula Ross-Stitt, ofițer de presă
Institutul Max Planck pentru fiziologie moleculară a plantelor, Potsdam
Tel.: +49 331 567-8310
E-mail: [email protected]

Caracteristicile acestui comunicat de presă:
biologie
supraregional
Rezultate de cercetare, publicații științifice
limba germana