研究人員描述了維生素E在極端條件下如何在植物中發(fā)揮作用

維生素E是一種強(qiáng)抗氧化劑，可以在植物中充當(dāng)前哨，在極端環(huán)境條件下，將葉綠體(一種細(xì)胞器)的分子信號(hào)傳遞到細(xì)胞核。這是巴塞羅那大學(xué)(UB)生物學(xué)院的SergiMunné-Bosch和PaulaMuñoz 在《植物科學(xué)趨勢(shì)》上發(fā)表的一篇文章的結(jié)論之一。

這種到達(dá)細(xì)胞核的信息流(逆行信號(hào))是一種分子機(jī)制，可以緩解植物在生理脅迫情況下(鹽度，營(yíng)養(yǎng)缺乏，干旱，衰老等)的適應(yīng)性反應(yīng)。

維生素E收集了一組由光合生物合成的天然來源的分子-生育酚和生育三烯酚。這些具有相似功能和化學(xué)結(jié)構(gòu)的分子，其分布和位置互不相同。雖然維生素E在植物界分布在全球各地，生育三烯酚僅在某些物種和器官中，并且被視為次級(jí)代謝產(chǎn)物。

這項(xiàng)新研究突出了維生素 E在葉綠體和細(xì)胞核之間的細(xì)胞通訊過程中的生物學(xué)作用。“維生素E的作用是將信號(hào)從葉綠體發(fā)送到細(xì)胞核，使細(xì)胞在分子水平上重新編程，并釋放對(duì)幾種應(yīng)激情況的適當(dāng)響應(yīng)。這種進(jìn)入細(xì)胞核的信息流將調(diào)節(jié)發(fā)育的關(guān)鍵方面在植物中(例如器官(葉子，花朵)的衰老或果實(shí)的成熟)。”進(jìn)化生物學(xué)，生態(tài)與環(huán)境科學(xué)系和ICREA學(xué)術(shù)界的講師SergiMunné-Bosch說。

葉綠素降解途徑

迄今為止，最具特征的維生素E合成結(jié)合了兩種途徑：一種是在非甲羥戊酸途徑中，在生育酚和生育三烯酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)中分別生成植酸基或香葉基香葉基;另一種是在sh草酸中生成均質(zhì)酸。然后是苯并二氫吡喃環(huán)。

葉綠素降解還存在另一種維生素E的合成途徑。這組作者寫道：“這是植物領(lǐng)域中生物學(xué)上重要的途徑，其結(jié)果是產(chǎn)生了一種化合物：植醇。它最終將能夠獲得植酸基而無需甲基赤蘚醇磷酸酯的參與。”

當(dāng)具有激酶活性的兩種酶VTE5和VTW6被激活并簡(jiǎn)化從植醇到植酸二磷酸植酸酯的轉(zhuǎn)化，從而使該分子進(jìn)入生育酚的生物合成中時(shí)，新途徑是可能的。UB ANTIOX研究小組負(fù)責(zé)人SergiMunnéBosch說：“我們對(duì)這種替代性生物合成途徑的調(diào)控方式知之甚少，但我們知道它在與葉綠素有效降解有關(guān)的脅迫情況和衰老中起作用。”

維生素E參與與植物的生長(zhǎng)，光保護(hù)，開花，壽命和衰老有關(guān)的生理過程。“這是保護(hù)光合作用和非光合作用組織的重要因素。如果缺乏維生素E，則對(duì)植物的影響可能更高或更低，這取決于物種，所研究的器官以及大多數(shù)情況下的條件。如果是在進(jìn)行研究，則是通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的。通常，植物承受的壓力越高，我們將看到的效果就越大。”

更好地了解維生素E在植物的非光合組織中的作用- 根，根瘤，儲(chǔ)備組織，一些花朵和某些種類的水果-是UB ANTIOX研究小組的未來工作方向之一，該組織將致力于生物技術(shù)，食品和生態(tài)生理學(xué)領(lǐng)域的新研究。

這組作者總結(jié)說：“所有這些發(fā)現(xiàn)都與基礎(chǔ)生物學(xué)和生物技術(shù)有關(guān)，因?yàn)樗鼈儗⑹故斋@前和收獲后水果成熟和花的壽命等方面發(fā)生改變。”