Forskere fra University of Adelaide som en del af et multidisciplinært, internation alt team har afsløret en ny biokemisk mekanisme, der er grundlæggende for plantelivet.
Undersøgelsen, offentliggjort i The Plant Journal, beskriver opdagelsen af den enzymatiske reaktion, der involverer kulhydrater, der er til stede i plantecellevægge, og som er essentielle for deres struktur.
Projektleder, professor Maria Hrmova, sagde, at opdagelsen bidrager til vigtig viden om, hvordan plantecellevægge kan dannes, struktureres og ommodelleres.
"Plantecellevægge udfører en række væsentlige funktioner, herunder at give form til de mange forskellige celletyper, der er nødvendige for at danne en plantes væv og organer, intercellulær kommunikation, og de spiller en rolle i plante-mikrobe-interaktioner, inklusive forsvarsreaktioner mod potentielle patogener," sagde professor Hrmova.
Tidligere forskning i xyloglucankulhydraternes kemi og funktion i planter havde fundet ud af, at xyloglucanxyloglucosyltransferaseenzymer er en af nøgleacceleranterne i remodelleringen af cellevægge.
Det har kun været gennem udviklingen af metoden anvendt i denne undersøgelse, rekombinant teknologi - som gør det muligt at isolere proteiner i en ren tilstand - og tilgængeligheden af definerede kulhydrater, at det har været muligt at observere enzymatisk reaktion, der opstår mellem xyloglucan- og pektinkulhydraterne.
"Da vi var i stand til nøje at observere substratspecificiteten af bygxyloglucanxyloglucosyltransferaser, opdagede vi en kemisk reaktion, som resulterer i produktionen af et heteropolysaccharid (et kulhydrat sammensat af kemisk adskilte komponenter). Vi kunne Undersøg også disse reaktioner på molekylært niveau for at definere, hvordan disse enzymer præcist virker," sagde professor Hrmova.
"Det er én ting at være i stand til at identificere de forskellige komponenter af cellevægge i planter, men det er ikke nok, vi skal forstå, hvordan de dannes, og hvad de gør, og denne metode til at isolere rene proteiner så de kan undersøges, gav os lov til at gøre netop det," sagde professor Hrmova.
"Denne opdagelse er en ny byggesten i vores forståelse af, hvordan cellevæggen kunne konstrueres."
"Når du forstår, hvordan noget er lavet, kan du se på at konstruere eller dekonstruere det på forskellige måder," sagde professor Hrmova.
"Derfor er grundlæggende viden om, hvordan disse enzymer fungerer, så værdifuld."
Resultaterne kan have vidtrækkende konsekvenser for bæredygtigheden af plantebaserede industrier som f.eks. landbrug, havebrug, skovbrug til produktion af biobrændstoffer og forarbejdning af fødevarer og materialer.
Til dato har holdet karakteriseret fire ud af 36 xyloglucan-xyloglucosyltransferaser i byg, så der er stadig mange flere at undersøge, hvilket kan føre til yderligere opdagelser. Når dette arbejde er afsluttet for byg, kunne metoden anvendes til at undersøge cellevæggene i andre afgrøder såsom hvede og ris.
"Planter er verdens største vedvarende ressource - planter fodrer verden, og de producerer også energi i form af biobrændstoffer," sagde professor Hrmova.
Videnen kunne give mulighed for bioteknologi af lignende proteiner, der er involveret i ommodellering af plantecellevægge for at skabe fødevarer af højere kvalitet og for at lære, hvordan man dekonstruerer plantecellevægge for at opnå biobrændstoffer.
