Una investigación liderada por la Universidad de Adelaida (Australia) presenta ideas innovadoras sobre cómo se pueden ensamblar, estructurar y remodelar las paredes de las células vegetales al controlar la función catalítica de enzimas específicas. Los investigadores afirman que este avance podría tener un impacto significativo en la bioeconomía para convertir de forma eficiente el material vegetal en biocombustibles, productos químicos y otros productos de alto valor.
El estudio de la función catalítica de enzimas específicas, un proceso denominado ‘transferasas de xiloglucano xiloglucosil’, permitió a los investigadores comprender mejor cómo estas enzimas vinculan diversos polisacáridos para formar componentes estructurales de las paredes celulares de las plantas.
Para que el material vegetal se utilice en la producción de biocombustibles o en procesos de biorrefinación, las paredes celulares de las plantas deben descomponerse y los materiales resultantes procesarse químicamente. Las propiedades de las paredes celulares pueden modificarse para que sean menos rígidas, lo que hace que la producción de biocombustibles sea más eficiente y rentable.
Este hallazgo también tiene aplicaciones en la industria farmacéutica, donde se buscan enzimas como opciones respetuosas con el medio ambiente y económicas en la biorremediación y otras aplicaciones.
«Aunque la definición de la función catalítica de las transferasas de xiloglucano xiloglucosil ha progresado significativamente en los últimos 15 años, existen limitaciones y aún falta información sobre cómo este conocimiento puede implementarse de manera orgánica en la funcionalidad de las paredes celulares de las plantas», afirmó la líder del proyecto, la profesora María Hrmova.
Este trabajo en equipo se basa en 60 años de investigación química y bioquímica del xiloglucano de este y otros grupos de investigación.
El equipo de investigación utilizó cromatografía líquida de alto rendimiento con reactivos fluorescentes para supervisar de manera eficiente las complejas reacciones bioquímicas de los polisacáridos.
«También aplicamos modelado molecular en 3D y simulaciones de dinámica molecular para obtener información sobre el modo de acción de estas enzimas a escalas de tiempo rápidas», explicó la profesora Hrmova. «Nuestros hallazgos están respaldados por enfoques de biología celular y vegetal que utilizamos para ofrecer ideas novedosas sobre la función de estas enzimas in vivo».
El estudio se publicó en la prestigiosa revista Plant Journal y se llevó a cabo con un equipo internacional y multidisciplinario de investigadores del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de Eslovaquia y la Universidad Normal de Huaiyin en China. También recibió apoyo financiero de la Agencia de Subvenciones Científicas VEGA y el Consejo de Investigación Australiano.
Una visualización de los movimientos de los reactivos en una enzima transferasa de xiloglucano de plantas se puede ver en el siguiente video.
