En fosfolipidvej fra planter til parasitter

Nylige fund fra forskere ved Washington University i St. Louis kan hjælpe med udviklingen af ​​terapier til behandling af parasitære infektioner, herunder malaria, og kan hjælpe planteforskere en dag med at producere hårdere afgrøder. Forskningsholdets arbejde er offentliggjort i 29. december -udgaven af Journal of Biological Chemistry .

Cholin er et vigtigt næringsstof, som mennesker får fra bestemte fødevarer, herunder æg, kød, bladgrøntsager og nødder. Menneskekroppen omdanner cholin til phosphocholin (pCho), som den igen konverterer til (blandt andre væsentlige byggesten) phosphatidylcholin (PtdCho), en komponent i cellemembraner. Planter, imidlertid, kan ikke erhverve næringsstoffet fra miljøet og derfor skal syntetisere pCho fra bunden. Den biokemiske vej, planter bruger til at syntetisere pCho findes også i nematoder og malariaparasitten Plasmodium .

I planter, den enzymatiske reaktion, der producerer pCho, er afgørende for både normal funktion og reaktion på belastninger. Plant pCho omdannes til PtdCho, som bygger membraner, der kan justere deres stivhed som reaktion på temperaturændringer. Plant pCho bliver også omdannet til molekyler, der hjælper planten med at overleve højt salt. De enzymer, der producerer plante -pCho, kaldes phosphoethanolamin -methyltransferaser (PMT'er).

Snart Goo Lee, en postdoktor ved Washington University i laboratoriet af Joseph Jez (som også er associeret redaktør for Journal of Biological Chemistry ), har været fascineret af PMT i både planter og parasitter i mange år.

"At forstå PMT -enzymet er nøglen til at konstruere planter med forbedret stresstolerance og forbedrede næringsstoffer, "Sagde Lee. Desuden, da den PMT-katalyserede vej findes hos parasitter, men ikke hos mennesker, Lee og Jez's team leder efter hæmmere af dette enzym til behandling af sygdomme forårsaget af disse parasitter.

Den nye undersøgelse forklarer, hvordan PMT'er for modelanlægget Arabidopsis thaliana dele kerneegenskaber ved parasit PMT'er, med næsten identisk struktur på det aktive sted. Men plante -PMT'erne er omtrent dobbelt så store som parasitterne, med store sektioner, der kan omarrangere sig selv for at udføre flere kemiske reaktioner.

Desuden, de tre PMT -typer, der findes i anlægget - som man troede udførte den samme funktion - ser faktisk ud til at spille forskellige roller afhængigt af, hvor de findes i planten. Plantevækstforsøg viste, at en type PMT var afgørende for rodudvikling og salttolerance, der henviser til, at de to andre ikke havde nogen effekt på rødderne og i stedet syntes at findes primært i blade.

I det lange løb, dette store billede af PMT'er i forskellige organismer tilbyder ruter til præcist at konstruere enzymer med forskellige funktioner.

"Jeg elsker den slags historier, hvor jeg kan se fra atom [struktur] til fysiologisk niveau for at forklare, hvorfor disse enzymer har forskellige former, og hvordan de fungerer, "Sagde Lee.