Descubra o mecanismo de defesa das plantas para superar situações adversas, como pragas ou secas

Pesquisadores da Universidade de Córdoba (UCO) conseguiram determinar a função de uma enzima na regulação do óxido nítrico, um componente usado pelas plantas para deter situações adversas, como pragas ou secas.

Em uma situação de estresse biótico, como infestação de insetos ou estresse abiótico, como exposição a metais ou altas temperaturas, as plantas são capazes de desencadear mecanismos de defesa para evitar que os danos se espalhem. Uma das principais armas usadas nesses processos é o óxido nítrico. Esta molécula é um composto tóxico que atua como um sinal para a planta e induz uma situação que pode levar, em certos casos, a uma morte celular programada para deter o avanço dos danos e salvar o restante do organismo. Como a planta administra esse óxido nítrico continua sendo um enigma para a comunidade científica. No entanto, bioquímicos da Universidade de Córdoba e do Campus de Excelência Internacional ceiA3 conseguiram conectar uma peça desse quebra-cabeça molecular.

Uma família de proteínas presentes em todas as formas de vida desempenha um papel fundamental no metabolismo do óxido nítrico. Essas proteínas são as hemoglobinas, que, por exemplo, animais com sistema circulatório permitem que elas transfiram oxigênio através do sangue. No entanto, a relação dessas proteínas com o óxido nítrico parece ainda mais ancestral que sua relação com o oxigênio. Da mesma forma, o óxido nítrico também está presente na regulação fisiológica de todos os seres vivos. Ele desempenha um papel crucial no crescimento, desenvolvimento e defesa dos organismos que realizam a fotossíntese, embora em excesso seja tóxico para as plantas.

Os pesquisadores da UCO analisaram o papel de um tipo específico de hemoglobina na regulação do óxido nítrico. "Nós ainda não sabemos exatamente como essas hemoglobinas funcionam nas plantas, mas sabemos que elas servem para regular o óxido nítrico e evitar efeitos tóxicos nesses organismos.", Explica Emilio Fernández Reyes, chefe do grupo de pesquisa Biologia Molecular da assimilação de nitrato em algas na Universidade de Córdoba. "No entanto, não se sabe como as plantas sintetizam o óxido nítrico e esta informação pode ser importante para conhecer a fisiologia dos vegetais.".

Juntamente com Fernández, eles trabalharam na equipe de pesquisa Emanuel Sanz Luque, Francisco Ocaña, Amaury de Montiagu, Alejandro Chamizo, Angel Llamas, Aurora Galán.

O trabalho de pesquisa permitiu observar como a hemoglobina reduz o óxido nítrico e com o oxigênio transforma este composto tóxico em nitrato, que pode assimilar a planta. Para isso, os cientistas usaram uma alga verde, Chlamydomonas reinhardtii, que contém um número incomum desse tipo de hemoglobinas, chamadas hemoglobinas truncadas. Os resultados foram publicados recentemente na revista científica The Plant Journal.

Os pesquisadores observaram que uma dessas doze hemoglobinas truncadas que as algas possuem, chamada THB1, foi capaz de converter o óxido nítrico em nitrato eficientemente em quantidades significativas. Para isso, ele precisava de uma proteína chamada nitrato redutase, uma enzima central na assimilação do nitrato. Esta proteína é capaz de interromper sua principal atividade na redução de nitrato para produzir elétrons para a hemoglobina, permitindo que esse oxigênio e óxido nítrico formem nitrato. A interação dessas duas proteínas foi evidente ao observar as cargas superficiais de ambas as enzimas. "Ao gerar as imagens dos potenciais eletrostáticos de ambos, observamos que eles se encaixam como duas peças de um quebra-cabeça", Explica o investigador principal.

A descrição desse mecanismo molecular é um trabalho de ciência básica. "Nossa função é saber como as coisas acontecem, outras vão buscar a aplicabilidade para o conhecimento gerado", Explica Fernández Reyes. Nesse caso, a pesquisa pode ser utilizada para diferentes ramos do conhecimento, como Biologia ou Engenharia Agronômica.

 

Fonte: Agenciasinc.es

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