.
O ferro é um micronutriente crítico para a sobrevivência de plantas e humanos, mas muito ferro também pode ser tóxico. Uma equipe de pesquisa interdisciplinar da Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) descobriu que a proteína PATELLIN2 não está envolvida apenas na regulação dos níveis de ferro nas plantas. PATELLIN2 faz parte de um grupo de proteínas que também estão envolvidas no transporte de vitamina E em humanos. Os pesquisadores apresentam agora os resultados, que também são importantes para fornecer ferro às pessoas por meio de alimentos vegetais, na revista Fisiologia vegetal.
O ferro é um micronutriente essencial para o ser humano. As deficiências de ferro e zinco na dieta de uma pessoa causam graves danos à saúde, principalmente em nascituros e crianças pequenas. Para garantir o abastecimento mundial de alimentos e combater a desnutrição, principalmente nos países mais pobres, é necessário garantir o suprimento de ferro principalmente de fontes vegetais e melhorá-lo por meio de melhoramento genético.
As plantas precisam de ferro para reações metabólicas fundamentais, como fotossíntese e respiração. No entanto, o ferro é uma faca de dois gumes para eles: condições ambientais desfavoráveis, como a seca, podem colocar as plantas sob estresse, que é exacerbado pela presença de íons metálicos reativos – incluindo o ferro. Sendo enraizadas, as plantas obviamente não podem se afastar das condições locais de estresse, então as plantas terrestres precisaram desenvolver outras formas de lidar com os fatores de estresse.
Estes incluem regulação de ferro. Para pesquisa e aplicação, é importante entender como as plantas gerenciam sua nutrição com micronutrientes durante seu crescimento com as consequências potencialmente arriscadas do estresse oxidativo. Se conhecermos esses processos, podemos influenciá-los de maneira direcionada para melhorar a produtividade das plantas e a qualidade dos alimentos, principalmente à luz das mudanças climáticas – o que aumenta as chances de seca.
Uma equipe composta por representantes da biologia, química e medicina do HHU, chefiada pela professora Dra. Petra Bauer e Dr. Rumen Ivanov, da Cátedra de Botânica, examinou os mecanismos de absorção de ferro em plantas usando Arabidopsis thaliana (thale agrião) como planta modelo. O transportador regulado por ferro IRT1 desempenha um papel importante na absorção de ferro nas raízes das plantas.
As células da raiz controlam a atividade do IRT1, permitindo que as plantas limitem a toxicidade e o estresse oxidativo causado pelos íons metálicos. Os pesquisadores do HHU foram capazes de mostrar que o IRT1 se liga à chamada proteína de transferência de lipídios do domínio SEC14, PATELLIN2. Isso, por sua vez, altera o ambiente protéico do IRT1, dependendo do suprimento de ferro.
Outra proteína de transferência lipídica com um domínio SEC14 desempenha um papel fundamental na homeostase da vitamina E em humanos e no transporte de vitamina E do intestino através do fígado para os vários órgãos do corpo. O corpo obtém vitamina E de alimentos vegetais, principalmente folhas e sementes.
PATELLIN2 pode ligar a molécula alfa-tocoferol, um dos mais importantes compostos de vitamina E nas folhas e raízes. Jannik Hornbergs, que conduziu os estudos durante seu doutorado no HHU em cooperação com o Dr. Karolin Montag, diz: “Nós estabelecemos que a proteína de transferência de lipídios SEC14 PATELLIN2 e tocoferóis são essenciais para a mobilização de ferro na raiz e atividades antioxidantes como uma reação ao ferro .”
A ligação entre o transporte de ferro e a proteína de transferência de lipídios SEC14 permite novos modelos de trabalho de como as células podem usar a vitamina E para controlar a extensão do estresse oxidativo causado pelo ferro. Dr. Rumen Ivanov e Professor Bauer sobre a importância dos resultados: “Em última análise, esses links que agora conhecemos podem ser usados para identificar novos alvos de melhoramento para plantas cultivadas que podem alcançar resistência ao estresse e maximizar o teor de ferro nas plantas.”
O programa de pesquisa foi conduzido no âmbito do Centro de Pesquisa Colaborativa (CRC) 1208 “Identidade e dinâmica de sistemas de membrana – de moléculas a funções celulares”, baseado no HHU. Além da equipe liderada pelo Professor Bauer, os grupos de trabalho liderados pelo Professor Dr. Kai Stühler (Laboratório de Proteômica Molecular), Professora Dra. Birgit Strodel (Grupo de Bioquímica Computacional), Professora Dra. (Ecofisiologia Molecular de Plantas) também estiveram envolvidos.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade Heinrich-Heine Düsseldorf. Original escrito por Arne Claussen. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
.
