Toda a vida depende do sol para crescer. Plantas, algas, bactérias fotossintéticas e outras utilizam a fotossíntese para converter a energia luminosa em energia química, fornecendo alimento e energia para a grande maioria dos organismos da Terra.Clorofila(Chl), carotenóides e ficobilinas, entre outros pigmentos fotossintéticos, absorvem energia luminosa para impulsionar o transporte de elétrons e são componentes indispensáveis da fotossíntese. A importância da clorofila e os potenciais perigos de stress oxidativo dos seus precursores fotossensíveis significam que a biossíntese da clorofila está sujeita a uma regulamentação rigorosa e precisa a vários níveis. A investigação sobre os mecanismos reguladores da biossíntese da clorofila tem implicações orientadoras significativas para melhorar a eficiência fotossintética e enfrentar as crises alimentares e energéticas. Recentemente, uma equipe de pesquisa colaborativa composta pelo grupo do professor Rongcheng Lin no Instituto de Botânica / Laboratório Xianghu, Academia Chinesa de Ciências, o grupo do professor Deqiang Duanmu na Huazhong Agricultural University, o grupo do professor Xiaobo Li na Westlake University e o grupo do professor Bernhard Grimm na Universidade Humboldt de Berlim publicou um artigo de revisão intitulado "Redes de sinalização regulatória e retrógrada na via biossintética da clorofila" no JIPB. Esta revisão detalha o progresso da pesquisa sobre os mecanismos regulatórios da síntese de clorofila e a rede de sinalização retrógrada mediada por metabólitos de tetrapirrol, e discute futuras direções de pesquisas neste campo. A fotossíntese evoluiu em ambientes anaeróbicos; no entanto, o surgimento de organismos fotossintéticos em evolução de oxigênio levou a uma atmosfera rica em oxigênio. Essa mudança nas condições ambientais fez com que as enzimas na biossíntese da clorofila deixassem de ser independentes de oxigênio-(ou mesmo sensíveis-ao oxigênio) para tolerantes-ao oxigênio (ou até mesmo requeridas-de oxigênio). Embora a via biossintética da clorofila seja altamente conservada nas plantas, em diferentes algas, a síntese da clorofila é catalisada por numerosas isoenzimas que não sofreram evolução homóloga. As plantas terrestres utilizam principalmente Chl a e b, enquanto organismos aquáticos fotossinteticamente autotróficos, como algas eucarióticas e cianobactérias procarióticas, utilizam uma gama mais ampla de Chl. Pesquisas recentes descobriram e elucidaram a função e o mecanismo evolutivo do gene da clorofila c sintase CHLC no modelo de diatomácea marinha (Phaeodactylum tricornutum).
Sinais luminosos e múltiplos sinais hormonais regulam conjuntamente a síntese de clorofila, formando uma rede reguladora altamente complexa. Os efeitos reguladores dos sinais luminosos e hormonais na síntese da clorofila manifestam-se principalmente no nível transcricional. Fatores de interação com fitocromo (PIFs), um fator central na transdução de sinal de luz, juntamente com fatores de transcrição como Hipocótilo 5 alongado (HY5), sinalização de Brassinolide (BR) (BZR1, resistente a Brassinazol - 1) e insensível ao etileno 3 (EIN3, sinalização de etileno), todos regulam a expressão de genes de síntese de clorofila. Outra classe de fatores de transcrição, GLK1/GLK2 (Golden-Like 1/2), GATA e CGA1/GNL (Cytocinin-Induced GATA1/GNC-like), integram vários sinais internos e externos, incluindo sinais de luz e hormônios. GLK1/GLK2, em particular, é crucial para a síntese de clorofila e desenvolvimento de cloroplastos.
Gotas de clorofila
Detalhes
Nome do produto: Gotas de Clorofila
Fonte vegetal:Extrato de hortelã-pimenta
Especificação: 59ML/garrafas
Quantidade mínima: 1 garrafas
Serviço: Serviço de marca própria OEM ODM
Prazo de validade: 24 meses
Origem: Shaanxi,China
Estado: Líquido
Pessoas aplicáveis: Aldult
Pessoas não aplicáveis: mulheres grávidas
A regulação pós-{0}}traducional das enzimas metabólicas TBS (biossíntese de tetrapirrol) envolve a modificação de resíduos de aminoácidos específicos e a regulação da estabilidade e atividade da enzima metabólica TBS por cofatores e acompanhantes moleculares (Figura 3). Múltiplas chaperonas moleculares, localizadas no citoplasma e no cloroplasto, ligam-se a proteínas precursoras para auxiliar no transporte de proteínas precursoras para o cloroplasto e no seu fino processamento e montagem. Simultaneamente, como componentes de complexos como as proteases Clp, as chaperonas moleculares participam na regulação da estabilidade das enzimas metabólicas do TBS (por exemplo, GluTR e CAO). Estudos recentes descobriram muitos novos acompanhantes moleculares, como cpSRP43 (Partícula de Reconhecimento de Sinal de Cloroplasto 43) e MORF2 (Fator 2 de Edição de RNA de Organelas Múltiplas), que regulam a biossíntese de clorofila. As proteínas que interagem com as enzimas metabólicas do TBS e seus metabólitos ligados atuam como cofatores para regular a atividade enzimática; por exemplo, GBP (proteína de ligação ao GluTR-) e Heme formam um complexo para regular conjuntamente a atividade da enzima GluTR. Além disso, pesquisas crescentes revelaram que as enzimas metabólicas TBS exibem modificações de acetilação e fosforilação em seus locais de aminoácidos, levando a diferentes estados de atividade e respostas a mudanças ambientais.
Como organelas sem{0}}autônomas, os cloroplastos podem regular a expressão de genes nucleares em resposta a sinais de desenvolvimento e ambientais; esses sinais liberados pelos cloroplastos são chamados de sinais reversos (Figura 4). Metabólitos na via de síntese da clorofila, como o MgPPIX, foram considerados fatores de sinalização reversa liberados pelos cloroplastos. No entanto, experiências subsequentes mostraram que o heme e o seu metabolito a jusante Biliverdina IX (BV IX) são importantes factores de sinalização reversa em plantas e algas, e não em MgPPIX. No entanto, os sinais ERO (como o oxigênio singlete 1O2) desencadeados por metabólitos do ramo da clorofila, como o Pchlide, permanecem fontes de sinalização reversa muito importantes. O heme sintetizado nos cloroplastos pode ser transportado através da membrana do cloroplasto para múltiplas organelas, incluindo o citoplasma, o núcleo e as mitocôndrias. Além disso, estudos descobriram que os produtos da degradação da clorofila são transportados para os vacúolos através do transportador vacuolar ABC AtMRP1-3, fornecendo um ponto de partida para estudar o mecanismo de transporte dos produtos da degradação da clorofila. No entanto, os mecanismos de transporte dos produtos de degradação do heme e da clorofila permanecem desconhecidos e requerem uma investigação mais aprofundada.
A investigação sobre a biossíntese da clorofila e os seus mecanismos reguladores continua a ser um campo dinâmico com implicações significativas para a biologia vegetal, agricultura e biotecnologia. Compreender a influência dos factores ambientais na biossíntese da clorofila é crucial para melhorar a resistência das culturas ao stress; estudar redes reguladoras de resposta ao estresse e seu impacto na clorofila ajuda na criação de variedades de plantas-tolerantes ao estresse; e estudos comparativos de diferentes espécies de plantas (incluindo plantas não-vasculares) podem fornecer informações sobre a evolução das vias biossintéticas da clorofila. Esta pesquisa será aplicada à biossíntese de clorofila em sistemas heterólogos, servindo em última análise a agricultura moderna, a indústria e até mesmo a medicina moderna.
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