Peptidnedbrytningskaskad för återvinning av fria aminosyror i kloroplaster

Växtens kloroplaster är kända för en process som kallas fotosyntes, men i dessa organeller sker också många nedbrytningsreaktioner som krävs för olika cellulära funktioner, som exempelvis uppbyggnad av organellen och dess kvalitetskontroll.

I den nyligen publicerade artikeln i Nature Chemical Biology visar forskare från Stockholms universitet, i samarbete med forskare från bl a Karolinska Institutet, att peptider som genereras från pre-proteiner under mognad av kloroplaster bryts ner till aminosyror med hjälp av flerstegs peptidolytiska nätverk, en enzymologisk kaskad bestående av flera peptidnedbrytningsenzymer kallade oligopeptidaser och aminopeptidaser.

- Denna nedbrytningskaskad utgör ett effektivt maskineri för återvinning av fria aminosyror i kloroplaster som behövs för proteinsyntes vid organellens uppbyggnad, säger Pedro Teixeira, forskare vid Institutionen för biokemi och biofysik och huvudförfattare till artikeln.

- Det är första gången som vi visar att dessa enzymer arbetar i sekvens, d v s längre peptider måste brytas först till kortare peptider för att sedan klyvas till fria aminosyror, fortsätter Beata Kmiec, som också är forskare vid institutionen och medförfattare till artikeln.

I ett bredare perspektiv är detta kloroplastiska peptidasnätverk en mekanistisk analog med en nedbrytningsväg som arbetar nedströms den cytosoliska proteasomen som är nödvändig för aminosyraåtervinning för upprätthållande av proteinsyntesen i cytosolen, i synnerhet vid plötsliga begränsningar av aminosyror i däggdjursceller.

- Närvaron av analoga peptidaskaskader i olika cellulära avdelningar där proteinsyntesen sker tyder på att en konserverad mekanistisk strategi har använts för återvinning av aminosyror som sedan kan återanvändas för proteinsyntes in situ eller exporteras från organeller. Våra preliminära resultat tyder på att en liknande nedbrytningsnätverk finns även i cellens andra mycket viktiga organeller, mitokondrier, konstaterar professor Elzbieta Glaser, medförfattare.

Artikeln

“A multi-step peptidolytic cascade for amino acid recovery in chloroplasts”. Pedro F. Teixeira, Beata Kmiec, Rui M.M. Branca, Monika W. Murcha, Anna Byzia, Aneta Ivanova, James Whelan, Marcin Drag, Janne Lehtiö and Elzbieta Glaser, Nature Chemical Biology. http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.2227.html

För ytterligare information kontakta

Pedro Teixeira, PhD, forskare, artikelförfattare, tel. 08-162472, pedro@dbb.su.se

Beata Kmiec, PhD, forskare, artikelförfattare, tel. 08-162472, beata@dbb.su.se

Elzbieta Glaser, professor, projektledare, artikelförfattare, tel. 08-162457, e_glaser@dbb.su.se, http://www.su.se/profiles/glase-1.182004

Alla vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, Arrheniusaboratorierna för naturvetenskap, www.dbb.su.se