A nagyon stabil amiloid fehérje aggregátumok segíthetik a növényi magok tovább tartását

Az Alzheimer-kórban betöltött szerepükről legismertebb, rendkívül stabil polimer "amiloid" fehérjéket többnyire állatokon vizsgálták. De Anton Nizhnikov, az Oroszország Mezőgazdasági Mikrobiológiai Kutatóintézetének (ARRIAM) és munkatársai, a nyílt hozzáférésű PLOS Biology folyóiratban 2020. július 23-án közzétett, a kerti borsóról szóló új tanulmány azt mutatja, hogy ezek növényekben is előfordulnak, és fontos adaptáció lehet a mag életképességének meghosszabbításához.

stabil

Az amiloid a fehérje konformációjának egyik típusa, amelyben a szomszédos aminosav-lapok össze vannak kötve olyan aggregátumokat képezve, amelyek rendkívül ellenállóak a lebomlással szemben. Állatokban az amiloidok szerepet játszanak a hormonok tárolásában és a hosszú távú memória kialakulásában, egyéb tevékenységek mellett, de leginkább az Alzheimer-kórból ismeretesek, amelyet az amiloid aggregátumok plakkok képződése jellemez az agyban.

A növények amiloidokat képező közvetlen bizonyítékai korlátozottak, de a legutóbbi biokémiai kísérletek arra utaltak, és a Nyizsnyikov által vezetett nemrégiben végzett bioinformatikai tanulmány egy magot tároló fehérje csoportot mutatott ki aminosav-szekvenciával, amely arra utalt, hogy képesek lehetnek amiloidok képződésére.

Az új tanulmányban, a kerti borsóban dolgozva, a kutatók kivonták a magtároló fehérjéket, köztük az egyik nevezett vicilint, és elemezték mind a teljes hosszúságú fehérjét, mind a kupinnak nevezett két doménjét, amelyek gazdagok a jósolt amiloidogén régiókban. Amikor a géneket baktériumokká fejlesztették, mindhárom fehérje erős detergensekkel szemben ellenálló amiloid rostokat képezett; amiloid-specifikus festékeket is megkötöttek, és egyedi spektrális tulajdonságokkal rendelkeztek, amelyek mind jóhiszemű amiloid szerkezetre utalnak.

In vivo a borsómagban a szerzők amiloid-specifikus festéket és vicilin elleni antitestet használtak annak kimutatására, hogy a kettő együtt lokalizálódott - ahol vicilin volt, ott volt amiloid-specifikus festék. A vetőmag érlelése során a tároló vakuolákban felépült Vicilin amiloid aggregátumok, majd a csírázás során gyorsan szétesnek, ami arra utal, hogy szerepük tápanyagtartály. Azt is megállapították, hogy a vicilin amiloidok sértetlenül maradtak fenn a konzerv borsóban, ellenálltak a fehérjét emésztő gyomor-bél enzimekkel történő kezelésnek, és mérgezőek voltak az élesztő és az emlős sejtjeire.

"Az amiloidok nagyon stabil fehérjeszerkezetek, amelyek ellenállnak a különböző kezeléseknek, és sok esetben évtizedekig fennmaradhatnak a külső környezetben" - mondta Nyizsnyikov. "Úgy tűnik, hogy az amiloid képződés ésszerű evolúciós adaptációként biztosítja a növényi magok hosszú távú túlélését."