Notícia

Engenharia de enzimas modificadoras da parede celular vegetal abre novos horizontes

Fonte

Universidade de Adelaide

Data

segunda-feira, 11 setembro 2023 11:40

Áreas

Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Energia. Gestão de Resíduos. Indústria. Materiais. Microbiologia. Química. Simulação Computacional. Sustentabilidade. Tecnologias. Toxicologia.

Um estudo liderado pela Universidade de Adelaide, na Austrália, apresentou ideias inovadoras sobre como as paredes das células vegetais podem ser montadas, estruturadas e remodeladas controlando a função catalítica de enzimas específicas.

As propriedades fundamentais das células vegetais – tais como estrutura, integridade, organização e estabilidade do citoesqueleto – são agora vistas de forma diferente, o que sugere novas alternativas.

O estudo da função catalítica de enzimas específicas – as ‘xiloglucanas xiloglucosil transferases’ – permitiu aos pesquisadores compreender melhor como diversos polissacáridos se ligam para formar componentes estruturais das paredes celulares das plantas.

“Este trabalho contribui para o conhecimento essencial de como as xiloglucanas xiloglucosil transferases podem ser compreendidas e suas propriedades fundamentais controladas – por exemplo, para melhorar suas taxas catalíticas e estabilidade”, disse a professora Dra. Maria Hrmova, líder do projeto.

Para que o material vegetal seja utilizado na produção de biocombustíveis, as paredes celulares das plantas precisam ser desconstruídas e os materiais resultantes processados quimicamente. As propriedades das paredes celulares podem ser alteradas para serem menos rígidas, tornando assim a produção de biocombustíveis mais eficiente e econômica.

A descoberta também tem aplicações para a indústria farmacêutica, onde as enzimas são procuradas como opções ecologicamente corretas e econômicas na biorremediação e outras aplicações. A biorremediação é a remoção de contaminantes, poluentes e toxinas do meio ambiente através do uso de organismos vivos.

“Embora a definição da função catalítica das xiloglucanas xiloglucosil transferases tenha progredido significativamente durante os últimos 15 anos, existem limitações, e ainda falta de informação, sobre como esse conhecimento pode ser implementado organicamente na funcionalidade das paredes celulares das plantas”, disse a pesquisadora.

Este trabalho em equipe se baseia em 60 anos de pesquisas químicas e bioquímicas sobre xiloglucanas deste e de outros grupos de pesquisa. A equipe de pesquisa utilizou cromatografia líquida sensível de alta eficiência com reagentes fluorescentes para monitorar reações bioquímicas complexas de polissacarídeos de forma eficiente.

“Também aplicamos modelagem molecular 3D e simulações de dinâmica molecular para obter insights sobre o modo de ação dessas enzimas em escalas de tempo rápidas”, disse a professora Maria Hrmova. “Nossas descobertas são apoiadas por abordagens de Biologia Celular e Vegetal que usamos para oferecer novas ideias sobre a função dessas enzimas in vivo.”

O estudo foi publicado na revista científica The Plant Journal e foi conduzido por uma equipe internacional e multidisciplinar de pesquisadores, incluindo o Instituto de Química da Academia Eslovaca de Ciências e da Universidade Normal Huaiyin, na China.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Adelaide (em inglês).

Fonte: Johnny von Einem, Universidade de Adelaide. Imagem: visualização de movimentos dos reagentes em uma enzima xiloglucana transferase vegetal. Fonte: Reprodução, Dra. Maria Hrmova et al. Acesse o vídeo.