Komplex szénhidrát, amely szabályozza a növények növekedését

Komplex szénhidrát, amely szabályozza a növények növekedését
Komplex szénhidrát, amely szabályozza a növények növekedését
Anonim

Huszonöt évvel ezelőtt Alan Darvill és munkatársai leírták a természetben található egyik legösszetettebb szénhidrátot. Rhamnogalacturan II vagy RG-II néven a növényi sejtfalban található. A szénhidrát minden magasabb rendű növényben megtalálható, és előállításához különféle fehérjékre van szükség. Mégis több mint két évtizede a tudósoknak fogalmuk sem volt a funkciójáról.

"Bizonyos értelemben arra törekszünk, hogy megértsük, mit csinál a növényekben, mióta felfedeztük" - mondta Darvill, a biokémia professzora és az UGA Komplex szénhidrátkutató központjának társigazgatója.

Sok kemény munkával, több tucat tudós erőfeszítésével világszerte, és egy kis szerencsével ez a küldetés véget ért.

A Science mai számában megjelent cikkben a CCRC tudósai bizonyítékot mutatnak be arra vonatkozóan, hogy a növények normális növekedése attól függ, hogy az RG-II hogyan szerveződik a sejtfalban.

"Az RG-II egy homályos, szerkezetileg furcsa poliszacharidként ismert, amelyet a növények állítanak elő" - mondta Malcolm O'Neill, az UGA CCRC vezető tudományos munkatársa. "De fogalmunk sem volt, hogy a növények miért igyekeznek mindent megtenni, hogy elkészítsék. 50-60 enzim vesz részt benne, 12 különböző cukor és 22 különböző kötés. Még egy cukor is van, amelyet valójában sehol máshol nem találtak meg."

O'Neill, Darvill, Stefan Eberhard és Peter Albersheim munkája azt mutatja, hogy a normál növénynövekedés attól függ, hogy az RG-II szálak képesek-e keresztkötéseket kötni a bórral, és hálózatot alkotnak a sejtfalmátrixban. A bór keresztköti az RG-II szálakat egy halhálószerű struktúrában, amely a sejtfal más összetevőit a helyén tartja.

"A cellafalat úgy képzelheti el, mint egy kicsit vasbetont" - mondta O'Neill. "Apró cellulózszálak az acélrudak, a mátrix pedig a beton. Csak a sejtfalban van a beton zselé állaga."

Az RG-II szerepének egyik nyoma akkor merült fel, amikor O'Neill rájött, hogy az Arabidopsis törpemutánsának – a káposzta és a mustár rokonának – normális mennyiségű RG-II van a sejtfalában, de az RG-nek csak a fele. A II-t bórral térhálósították.

"A térhálósítás nélkül a sejtfalaknak láthatóan nincs ereje a normális táguláshoz, és a növény eltörpül" - mondta.

Mivel az Arabidopsis mutánsról ismert volt, hogy hiányzik az L-fukóz cukrot termelő enzim, O'Neill azt mondta, gyanítja, hogy a mutánsban lévő RG-II fukózhiányos lesz. Az RG-II körülbelül 30 cukorból áll, amelyek négy oldalláncot tartalmaznak, és az L-fukóz két oldalláncon található. O'Neill azt találta, hogy a mutáns RG-II-jéből nemcsak fukóz hiányzott, hanem egy másik cukrot is helyettesített a helyén.

Arra is rájött, hogy amikor a mutánsok L-fukózt tartalmazó műtrágyát kaptak, a növények növekedése normális volt. Ennek az az oka, hogy a növények normális mennyiségű fukózt tartalmaztak, és az RG-II molekulák bór keresztkötéses formában fordultak elő.

"A cukorhelyettesítés megváltoztatja a molekula alakját" - mondta Darvill. "Mint minden molekulában – és minden biológiában – a molekulák alakja szabályozza működésüket."

Egy normál üzemben a bór az RG-II-hez kötődik, és hidat képez, amely mindent összetart. A mutánsban egy kicsit megváltozott az RGII szerkezete, és az alakváltozás miatt nem tudja olyan jól megtartani a bórt, mondta Darvill. A magas bórtartalmú mutánsok megtermékenyítése szintén megfordította a törpülést, mivel a rendelkezésre álló bór nagy mennyisége ténylegesen keresztkötésre kényszerítette az RG-II-t.

"Ez a szénhidrát szinte hasonlóvá teszi a fehérjékhez, ahol az aktivitás a formájuktól függ" - mondta Darvill."Itt van egy szénhidrát, amelynek olyan alakja van, aminek van aktivitása." Ez a munka a bórnak és az RG-II-nek a növényekben betöltött szerepére egyaránt választ ad, mondta Darvill.

"A bór két molekula közé ragad, és összetartja őket" - mondta. "Ha nem hagyod, hogy ez megtörténjen, akkor nem lesz normális növénynövekedés."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei