Целюлоза Важко засвоюється, але багата енергією
Зерно, овочі та фрукти є важливими джерелами енергії в раціоні людини. Однак ми не можемо використовувати основний компонент рослин - целюлозу в клітинній стінці. Навіть у жуйних, які здатні перетравлювати целюлозу, засвоюваність клітинної стінки відіграє вирішальну роль у використанні корму. Тому вчені працюють над використанням клітинних стінок рослин для отримання енергії та підвищення засвоюваності корму. Вчені з Інституту молекулярної фізіології рослин імені Макса Планка в Потсдамі-Голмі зараз виявили невідомий раніше білок, необхідний для виробництва целюлози.
На відміну від клітин тварин, клітини рослин мають клітинну стінку з різних цукрових полімерів, основним компонентом яких є целюлоза. Це надає рослині стійкості, захищає від патогенних мікроорганізмів і бере участь у проростанні насіння та дозріванні плодів. Рослини складають від 35 до 50% сухої маси целюлози - це найпоширеніший біополімер на землі.
Целюлоза синтезується білковим комплексом безпосередньо на плазматичній мембрані. Єдиним відомим компонентом цього комплексу є целюлозна синтаза (CESA). Цей фермент зустрічається в рослинних клітинах у різних формах, кожна з різною структурою. Генетичні дослідження показують, що три з цих форм - CESA1, CESA3 і CESA6 - необхідні для первинного синтезу клітинної стінки, тоді як CESA4, CESA7 і CESA8 необхідні для синтезу вторинної клітинної стінки. Первинна клітинна стінка формується під час росту клітин і є особливо гнучкою та розтяжною. Вторинна клітинна стінка, навпаки, виникає після завершення росту і є товщі і жорсткіша, ніж первинна клітинна стінка.
Раніше було невідомо, з якої кількості CESA утворюється білковий комплекс і чи містить він інші білки. Вчені, що працюють зі Стаффаном Перссоном з Інституту молекулярної фізіології рослин імені Макса Планка, у співпраці з колегами з США визначили інтерактивний білок синтаза целюлози - CSI1 - який бере участь у синтезі целюлози. CSI1, здається, пов'язаний з комплексом CESA, оскільки він взаємодіє з целюлозними синтазами первинної клітинної стінки (CESA1, 3 і 6). Дослідникам вдалося показати, що білок відіграє важливу роль у формуванні целюлози. “Показано, що рослини, які не можуть продукувати CSI1 через мутацію, виробляють менше целюлози. Вони вкоротили і набрякли коріння, а їх пилкові зерна руйнуються », - пояснює Стафан Перссон.
Однак вчені ще не знають, яку функцію виконує CSI1 у синтезі целюлози. Вони підозрюють, що білок впливає на швидкість виробництва целюлози та просторове вирівнювання окремих целюлозних фібрил. Тому наступні дослідники хочуть дослідити точну роль CSI1. Результати цих подальших досліджень сприятимуть покращенню розуміння біосинтезу клітинних стінок. Ці знання можуть збільшити шанси на кращу засвоюваність клітинної стінки під час годівлі тварин або використання клітинних стінок для виробництва енергії.
Оригінальна публікація:
Ін Гу, Нік Каплінський, Мартін Брінгманн, Алекс Кобб, Ендрю Керролл, Арун Сампаткумар, Тобіас І. Баскін, Стаффан Перссон та Кріс Р. Сомервіль
Ідентифікація асоційованого з синтазою целюлози білка, необхідного для біосинтезу целюлози
PNAS, 1 липня 2010 р., Попередньо опубліковано в Інтернеті (doi: 10.1073/pnas.1007092107)
Контакт:
Лікар. Стаффан Перссон
Інститут молекулярної фізіології рослин імені Макса Планка, Потсдам
Тел .: +49331576-8149
Електронна пошта: [email protected]
Урсула Росс-Шітт, прес-офіцер
Інститут молекулярної фізіології рослин імені Макса Планка, Потсдам
Тел.: +49 331 567-8310
Електронна пошта: [email protected]
Особливості цього прес-релізу:
біологія
надрегіональний
Результати досліджень, наукові публікації
Німецька