De senaste fynden av forskare vid Washington University i St. Louis kan hjälpa till att utveckla terapier för att behandla parasitiska infektioner, inklusive malaria, och kan hjälpa växtforskare en dag att producera hårdare grödor. Forskargruppens arbete publiceras i utgåvan den 29 december Journal of Biological Chemistry .

Kolin är ett viktigt näringsämne som människor får från vissa livsmedel, inklusive ägg, kött, lövgröna grönsaker och nötter. Människokroppen omvandlar kolin till fosfokolin (pCho), som den i sin tur omvandlar till (bland andra viktiga byggstenar) fosfatidylkolin (PtdCho), en komponent i cellmembranen. Växter, dock, kan inte hämta näringsämnet från miljön och måste därför syntetisera pCho från grunden. Den biokemiska vägen som växter använder för att syntetisera pCho finns också i nematoder och malariaparasiten Plasmodium .

I växter, den enzymatiska reaktion som producerar pCho är väsentlig för både normal funktion och för att reagera på påfrestningar. Anläggningen pCho omvandlas till PtdCho, som bygger membran som kan justera deras styvhet som svar på temperaturförändringar. Växt pCho omvandlas också till molekyler som hjälper växten att överleva högt salt. Enzymerna som producerar växt -pCho kallas fosfoetanolaminmetyltransferaser (PMT).

Snart Goo Lee, en postdoktor vid Washington University i laboratoriet av Joseph Jez (som också är associerad redaktör för Journal of Biological Chemistry ), har fascinerats av PMT i både växter och parasiter i många år.

"Att förstå PMT -enzymet är nyckeln till att konstruera växter med förbättrad stresstolerans och förbättrade näringsämnen, "Sade Lee. Dessutom, eftersom den PMT-katalyserade vägen finns hos parasiter men inte hos människor, Lee och Jez team letar efter hämmare av detta enzym för att behandla sjukdomar som orsakas av dessa parasiter.

Den nya studien förklarar hur PMT för modellanläggningen Arabidopsis thaliana dela kärnfunktioner i parasit PMT, med nästan identisk struktur på den aktiva platsen. Men växtens PMT är ungefär dubbelt så stora som parasiterna, med stora sektioner som kan ordna om sig själva för att utföra flera kemiska reaktioner.

Vidare, de tre PMT -typerna som finns i anläggningen - som man trodde skulle ha samma funktion - verkar faktiskt spela olika roller beroende på var de finns i växten. Växttillväxtexperiment visade att en typ av PMT var avgörande för rotutveckling och salttolerans, medan de andra två inte hade någon effekt på rötterna och i stället tycktes finnas främst i löv.

I det långa loppet, denna stora bild av PMT i olika organismer erbjuder vägar för att exakt konstruera enzymer med olika funktioner.

"Jag älskar den här typen av berättelser, där jag kan titta från atom [struktur] till fysiologisk nivå för att förklara varför dessa enzymer har olika former och hur de fungerar, "Sa Lee.