Descobertas recentes de pesquisadores da Washington University em St. Louis podem ajudar no desenvolvimento de terapias para tratar infecções parasitárias, incluindo malária, e um dia pode ajudar os cientistas de plantas a produzir safras mais resistentes. O trabalho da equipe de pesquisa foi publicado na edição de 29 de dezembro da Journal of Biological Chemistry .

A colina é um nutriente essencial que os humanos obtêm de certos alimentos, incluindo ovos, eu no, folhas verdes e nozes. O corpo humano converte colina em fosfocolina (pCho), que por sua vez se converte em (entre outros blocos de construção essenciais) fosfatidilcolina (PtdCho), um componente das membranas celulares. Plantas, Contudo, não pode adquirir o nutriente do meio ambiente e, portanto, deve sintetizar o pCho a partir do zero. A via bioquímica que as plantas usam para sintetizar o pCho também é encontrada em nematóides e no parasita da malária Plasmodium .

Nas plantas, a reação enzimática que produz o pCho é essencial tanto para o funcionamento normal quanto para responder ao estresse. A planta pCho é convertida em PtdCho, que constrói membranas que podem ajustar sua rigidez em resposta às mudanças de temperatura. A planta pCho também é convertida em moléculas que ajudam a planta a sobreviver com alto teor de sal. As enzimas que produzem pCho vegetal são chamadas de metiltransferases de fosfoetanolamina (PMTs).

Logo Goo Lee, um pesquisador de pós-doutorado na Washington University no laboratório de Joseph Jez (que também é editor associado do Journal of Biological Chemistry ), é fascinado por PMTs em plantas e parasitas há muitos anos.

"Compreender a enzima PMT é a chave para projetar plantas com maior tolerância ao estresse e nutrientes aprimorados, "Lee disse. Além disso, uma vez que a via catalisada por PMT é encontrada em parasitas, mas não em humanos, A equipe de Lee e Jez está procurando inibidores dessa enzima para tratar doenças causadas por esses parasitas.

O novo estudo explica como PMTs da planta modelo Arabidopsis thaliana compartilham os principais recursos de PMTs parasitas, com estrutura quase idêntica no site ativo. Mas os PMTs das plantas são quase duas vezes maiores que os parasitas, com grandes seções que podem se reorganizar para realizar várias reações químicas.

Além disso, os três tipos de PMT encontrados na planta - que se pensava realizar a mesma função - na verdade parecem desempenhar papéis diferentes dependendo de onde são encontrados na planta. Experimentos de crescimento de plantas mostraram que um tipo de PMT era essencial para o desenvolvimento da raiz e tolerância ao sal, enquanto os outros dois não tiveram efeito sobre as raízes e, em vez disso, pareciam ser encontrados principalmente nas folhas.

A longo prazo, esta visão geral dos PMTs em diferentes organismos oferece rotas para a engenharia precisa de enzimas com funções diferentes.

"Eu amo esse tipo de história, onde posso olhar da [estrutura] atômica para o nível fisiológico para explicar por que essas enzimas têm formas diferentes e como funcionam, "Lee disse.