Nas plantas, as Proteínas de Transporte de Açúcar (STPs) são fundamentais para a absorção de glicose. Eles são responsáveis ??pela importação de açúcar para os órgãos das plantas, como sementes, pólen e frutas, e são essenciais para o correto desenvolvimento dos tecidos. Além disso, o controle da absorção de açúcar por meio de STPs é usado pelas plantas como uma estratégia de defesa vital contra a infecção microbiana, usando a fome e a competição por açúcar para restringir o crescimento microbiano.
Os resultados são uma continuação de pesquisas anteriores no grupo de pesquisa do Professor Associado Bjørn Panyella Pedersen no Departamento de Biologia Molecular e Genética. Um grande desafio para avançar na área é a obtenção de estruturas de ETEs em diferentes conformações.
Ph.D. O aluno e primeiro autor Laust Bavnhøj explica: "As STPs são proteínas de membrana altamente dinâmicas que sofrem grandes mudanças conformacionais durante o transporte. Esta flexibilidade apresenta um grande desafio, uma vez que a estabilização conformacional é necessária para facilitar a solução da estrutura por cristalografia de raios X. Este desafio foi exacerbado porque precisávamos do transportador em uma conformação muito específica para responder às nossas perguntas. Com base em nosso trabalho anterior, pudemos projetar mutantes que funcionassem para desestabilizar uma conformação externa. Isso nos permitiu quebrar a "água morta conformacional" e empurrar nossa proteína em uma nova conformação voltada para dentro. "
O novo trabalho relata duas estruturas cristalinas de Arabidopsis thaliana STP10. As estruturas representam dois estados principais necessários para compreender a imagem completa do substrato e da co-translocação de prótons através da membrana celular e para dentro da célula.
Estrutura e dinâmica de mãos dadas
Em um esforço colaborativo com o grupo do professor Birgit Schiøtt do Departamento de Química da Universidade de Aarhus, os pesquisadores também usaram simulações de Dinâmica Molecular de última geração para apoiar a noção de ligação de prótons empregando várias abordagens independentes. As estruturas e dinâmica molecular, em combinação com uma caracterização bioquímica abrangente de STP10, oferece evidências para um mecanismo de captação de açúcar com base em um local de ligação de glicose bem definido ligado a um local de ligação de prótons claro. Juntos, os resultados fornecem a primeira evidência para os elementos que são necessários para o mecanismo de transporte de substrato essencial para todos os STPs e outras famílias de proteínas relacionadas.
"Combinando esses métodos, fomos capazes de não apenas identificar os elementos-chave envolvidos no ciclo de transporte dentro de STPs, mas também fornecer novas evidências para mecanismos reguladores conservados dentro da família de sugar Porter em todos os reinos da vida", disse Bjørn Panyella Pedersen. "Recentemente, mostramos que este mecanismo regulatório também é encontrado em transportadores de açúcar humanos, e nosso novo trabalho apóia a ideia de um esquema geral de controle cinético dentro da família Sugar Porter ao longo da evolução."
Pesquisadores da Universidade de Aarhus acabaram de elucidar as estruturas de uma proteína transportadora de açúcar que impulsiona o transporte de açúcar nas plantas. O estudo fornece uma visão abrangente sobre a absorção de açúcar pelos órgãos das plantas, como flores, sementes e frutas. Pesquisas futuras podem se beneficiar dessas descobertas para enfrentar desafios como a segurança alimentar por meio do melhoramento de safras. A pesquisa foi publicada na Nature Plants .
