On ne pensait pas que les aquaporines, qui déplacent l’eau à travers les membranes des cellules végétales, soient capables de pénétrer dans les molécules de sucre, mais des chercheurs de l’Université d’Adélaïde ont observé pour la première fois le transport du saccharose dans les aquaporines végétales, remettant en issue cette théorie.
La découverte, réalisée par des chercheurs de l’École d’agriculture, d’alimentation et de vin, élargit le strategy du rôle des aquaporines dans la biologie végétale et aura des implications pour la bio-ingénierie des plantes pour la creation alimentaire et la survie des plantes.
Les aquaporines, qui appartiennent à une classe de protéines membranaires connues sous le nom de transporteurs d’eau, ont été identifiées pour la première fois en 1993 par le biologiste moléculaire américain et lauréat du prix Nobel, Peter Agre. Le principle de perméation de l’eau dans de petites molécules était accepté à l’époque, mais il n’était pas clair si les aquaporines pouvaient pénétrer dans des molécules as well as grosses, comme le saccharose.
Cela a maintenant été démontré, les chercheurs employant une approche multidisciplinaire pour observer le processus biochimique de HvNIP21, une protéine intrinsèque de variety Nodulin 26 présente dans l’orge.
« Nous avons utilisé la nanobiotechnologie, l’électrophysiologie, la chimie des protéines, la modélisation des protéines et la chimie computationnelle. Nous avons également intégré de vastes données expérimentales et théoriques à la phylogénomique explorant approximativement 3 000 aquaporines », a déclaré le professeur Maria Hrmova de l’Université d’Adélaïde.
HvNIP21 est différent des autres sous-clades d’aquaporines en ce sens qu’il a des caractéristiques structurelles modifiées et a ainsi acquis la capacité de transporter des saccharides. Les chercheurs souhaitent voir quelles autres fonctions il peut remplir et remark cela est lié à la fonction in planta.
« Nous avons également effectué des simulations de dynamique moléculaire dirigées à grande échelle de HvNIP2 1 et d’une aquaporine d’épinards – une aquaporine structurellement et fonctionnellement divergente par rapport à HvNIP2 1 – révélant une rectification potentielle de l’eau, de l’acide borique et du saccharose. sujet d’études futures », a déclaré le professeur Hrmova.
La découverte a été publiée dans le Journal of Organic Chemistry, un discussion board de recherche fondamentale à l’intersection de la biochimie, de la biophysique et de la biologie, et démontre l’importance de remettre en concern les connaissances supposées.
« Ce travail illustre que nous devons être plus ouverts d’esprit quant aux différentes aquaporines qui peuvent pénétrer, outre l’eau », a déclaré le co-auteur de l’article, le professeur Steve Tyerman, qui a précédemment révélé la perméation ionique dans les aquaporines végétales.
« L’eau peut être secondaire par rapport à d’autres molécules importantes dans les aquaporines, ou certaines peuvent être des co-transporteurs d’eau et d’autres molécules en raison d’un vaste éventail d’interactions protéine-ligand », a déclaré le professeur Hrmova.
Comprendre les propriétés des aquaporines est important pour la bio-ingénierie afin de concevoir de nouvelles protéines présentant des caractéristiques améliorées, telles que la spécificité du substrat, la thermostabilité et le repliement.
Ces propriétés sont fondamentales pour la survie des plantes motor vehicle elles assurent l’absorption de l’eau et des nutriments, régissent la distribution des solutés dans les plantes, éliminent les toxines du cytosol et recyclent les sucres précieux.
Compte tenu de leurs fonctions de contrôle, les aquaporines et autres transporteurs membranaires sont des cibles attrayantes en biotechnologie agricole pour augmenter la teneur en nutriments des parties comestibles des plantes cultivées, à l’exclusion des éléments toxiques, qui, ensemble, affectent directement la qualité des cultures et, en fin de compte, la manufacturing resilient de notre alimentation.
