Фосфолипидный путь: от растений к паразитам

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили новые детали о ферменте, общем для растений и паразитов. Это открытие может помочь в создании терапий против инфекций, включая малярию, а в будущем — в выведении более устойчивых сельскохозяйственных культур. Работа опубликована в выпуске Journal of Biological Chemistry от 29 декабря.

Холин — важное питательное вещество, которое люди получают с пищей. В организме он превращается в фосфохолин (pCho), а затем — в фосфатидилхолин (PtdCho), ключевой компонент клеточных мембран. Однако растения не могут получить холин извне и должны синтезировать pCho de novo. Этот же биохимический путь синтеза pCho обнаружен у нематод и малярийного паразита Plasmodium.

У растений ферментативная реакция, производящая pCho, критически важна для нормальной работы и реакции на стресс. pCho превращается в PtdCho для построения мембран, которые могут менять жесткость при колебаниях температуры. Также pCho преобразуется в молекулы, помогающие растению выживать при высокой засоленности почвы. Ферменты, производящие pCho у растений, называются фосфоэтаноламинметилтрансферазы (PMT).

В новом исследовании показано, что PMT модельного растения Arabidopsis thaliana имеют общие ключевые черты с PMT паразитов, включая почти идентичную структуру активного центра. Однако растительные PMT примерно вдвое крупнее паразитарных и содержат большие участки, способные перестраиваться для проведения множественных химических реакций.

Кроме того, три типа PMT, обнаруженные у растения и считавшиеся одинаковыми по функции, на деле играют разные роли в зависимости от локализации в тканях. Эксперименты показали, что один тип PMT необходим для развития корней и солеустойчивости, тогда как два других, по-видимому, не влияют на корни и в основном присутствуют в листьях.

Понимание фермента PMT — ключ к созданию растений с повышенной устойчивостью к стрессу и улучшенной питательной ценностью. Поскольку путь, катализируемый PMT, есть у паразитов, но отсутствует у человека, команда ищет ингибиторы этого фермента для лечения вызываемых ими болезней.