Recente bevindingen van onderzoekers van de Washington University in St. Louis kunnen helpen bij de ontwikkeling van therapieën voor de behandeling van parasitaire infecties, inclusief malaria, en kan plantwetenschappers op een dag helpen om sterkere gewassen te produceren. Het werk van het onderzoeksteam is gepubliceerd in het 29 december nummer van de Tijdschrift voor biologische chemie .

Choline is een essentiële voedingsstof die mensen uit bepaalde voedingsmiddelen halen, inclusief eieren, vlees, bladgroenten en noten. Het menselijk lichaam zet choline om in fosfocholine (pCho), die het op zijn beurt omzet in (onder andere essentiële bouwstenen) fosfatidylcholine (PtdCho), een bestanddeel van celmembranen. Planten, echter, kan de voedingsstof niet uit de omgeving halen en moet dus vanaf het begin pCho synthetiseren. De biochemische route die planten gebruiken om pCho te synthetiseren, wordt ook aangetroffen in nematoden en de malariaparasiet Plasmodium .

bij planten, de enzymatische reactie die pCho produceert, is essentieel voor zowel de normale functie als voor het reageren op stress. Plant pCho wordt omgezet in PtdCho, die membranen bouwt die hun stijfheid kunnen aanpassen als reactie op temperatuurveranderingen. Plant pCho wordt ook omgezet in moleculen die de plant helpen een hoog zoutgehalte te overleven. De enzymen die plant-pCho produceren, worden fosfo-ethanolamine-methyltransferasen (PMT's) genoemd.

Binnenkort Goo Lee, een postdoctoraal onderzoeker aan de Washington University in het laboratorium van Joseph Jez (die ook een associate editor is van de Tijdschrift voor biologische chemie ), is al jaren gefascineerd door PMT's in zowel planten als parasieten.

"Het begrijpen van het PMT-enzym is de sleutel tot het ontwikkelen van planten met verbeterde stresstolerantie en verbeterde voedingsstoffen, " zei Lee. Bovendien, aangezien de PMT-gekatalyseerde route wordt gevonden in parasieten, maar niet in mensen, Het team van Lee en Jez is op zoek naar remmers van dit enzym om ziekten te behandelen die door deze parasieten worden veroorzaakt.

De nieuwe studie legt uit hoe PMT's van de modelfabriek Arabidopsis thaliana kernkenmerken van parasitaire PMT's delen, met bijna identieke structuur op de actieve site. Maar de plant PMT's zijn ongeveer twee keer zo groot als de parasieten, met grote secties die zichzelf kunnen herschikken om meerdere chemische reacties uit te voeren.

Verder, de drie PMT-types die in de plant worden aangetroffen - waarvan werd gedacht dat ze dezelfde functie hadden - lijken eigenlijk verschillende rollen te spelen, afhankelijk van waar ze zich in de plant bevinden. Plantengroei-experimenten toonden aan dat één type PMT essentieel was voor wortelontwikkeling en zouttolerantie, terwijl de andere twee geen effect hadden op wortels en in plaats daarvan voornamelijk in bladeren leken te worden gevonden.

Op lange termijn, deze grote weergave van PMT's in verschillende organismen biedt routes om enzymen met verschillende functies nauwkeurig te manipuleren.

"Ik hou van dit soort verhalen, waar ik kan kijken van de atomaire [structuur] naar het fysiologische niveau om uit te leggen waarom deze enzymen verschillende vormen hebben en hoe ze werken, "zei Leen.