Ученые раскрыли альтернативный путь синтеза фенилаланина в растениях
Исследователи из Университета Пердью под руководством молекулярного биохимика растений Натальи Дударевой описали полностью второй путь, который растения используют для производства фенилаланина — соединения, важного для всех живых организмов.
Фенилаланин — это:
Строительный блок белков
Предшественник тысяч соединений, которые растения используют как ароматические вещества для привлечения опылителей, защиты, размножения, роста и развития.
Люди должны получать фенилаланин из растений. Натуральные продукты на его основе используются в ароматизаторах, парфюмерии, биотопливе, инсектицидах и фармацевтике.
Ранее считалось, что растения используют для синтеза фенилаланина только один биологический путь. Однако это не объясняло весь наблюдаемый объем его производства. Теперь команда, включая аспиранта Ичуня Цяня и научного сотрудника Джозефа Линча из лаборатории Дударевой, а также профессора Джона Моргана и его студента Лонгюня Го из Школы химического инженерии Дэвидсона, определила все недостающие этапы альтернативного пути.
Ключевое открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, заключается в том, что весь процесс происходит в цитоплазме, а не в органеллах клетки — пластидах.
"Он полностью расходится в другой точке, чем предполагалось, и весь путь локализован в цитоплазме. Это было неожиданно", — сказала Дударева. — "Ген, ответственный за ключевой этап, был известен 20 лет и до сих пор не рассматривался как участвующий в производстве фенилаланина".
Фитокомпоненты на основе фенилаланина потенциально могут использоваться для лечения рака, обезболивания, депрессии, болезни Паркинсона и других заболеваний. Получение этих соединений из растений было затруднено из-за строгой регуляции этапов синтеза предшественника фенилаланина в пластидах.
Открытие второго, менее строго регулируемого пути в цитоплазме открывает возможности для разработки биотехнологических методов повышения выхода фенилаланина.
"Следующим шагом будет использование этого вновь открытого пути с ослабленной регуляцией для производства большего количества фенилаланина и производных от него соединений, что мы планируем изучить в будущем", — отметила Дударева.