La amoníaco-liasa bifuncional de fenilalanina/tirosina (PTAL) mejora la biosíntesis de lignina: implicaciones en la fijación de carbono en plantas mediante ingeniería genética
Autores: Yuan, Ye; Sheng, Chao-Lei; Pang, Li-Hao; Lu, Bao-Rong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La amoníaco-liasa bifuncional de fenilalanina/tirosina (PTAL) mejora la biosíntesis de lignina: implicaciones en la fijación de carbono en plantas mediante ingeniería genética
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Lignina
Fenilalanina
Tirosina
PAL
PTAL
Biomasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La lignina es un metabolito clave para las plantas terrestres. Dos tipos de aminoácidos aromáticos, fenilalanina (Phe) y tirosina (Tyr), sirven como precursores para la biosíntesis de lignina. En la mayoría de las especies de plantas, la Phe es desaminada por la fenilalanina amoníaco-liasa (PAL) para iniciar la biosíntesis de lignina, pero en las especies de pasto, la Phe y la Tyr son desaminadas por la fenilalanina/tirosina amoníaco-liasa (PTAL). Para entender la eficiencia de PAL y PTAL, utilizamos Arabidopsis transgénica y no transgénica con PAL y híbridos de arroz silvestre cultivado (CWRH) con PTAL para analizar metabolitos asociados a la biosíntesis de lignina. Las plantas transgénicas sobreexpresaron el gen exógeno 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa, mientras que las plantas no transgénicas expresaron normalmente el gen endógeno. Nuestros resultados muestran un aumento significativo en los contenidos de Phe/Tyr en las plantas de Arabidopsis transgénica y CWRH, lo que lleva a un aumento sustancial de lignina y biomasa. Además, la vía PTAL promueve una proporción mucho mayor de aumento de lignina y biomasa en CWRH transgénico que en las líneas de Arabidopsis transgénica. Evidentemente, una biosíntesis de lignina más eficiente caracteriza a las especies de pasto que poseen la vía PTAL. Estos hallazgos son importantes para una mejor comprensión de las funciones de PAL y PTAL en las vías metabólicas de los fenilpropanoides en la evolución de las especies de plantas. Estos hallazgos también tienen un gran valor para implicaciones como la fijación efectiva de carbono al mejorar la biosíntesis de lignina a través de la ingeniería genética de sus genes clave en especies de plantas seleccionadas adecuadamente.
Descripción
La lignina es un metabolito clave para las plantas terrestres. Dos tipos de aminoácidos aromáticos, fenilalanina (Phe) y tirosina (Tyr), sirven como precursores para la biosíntesis de lignina. En la mayoría de las especies de plantas, la Phe es desaminada por la fenilalanina amoníaco-liasa (PAL) para iniciar la biosíntesis de lignina, pero en las especies de pasto, la Phe y la Tyr son desaminadas por la fenilalanina/tirosina amoníaco-liasa (PTAL). Para entender la eficiencia de PAL y PTAL, utilizamos Arabidopsis transgénica y no transgénica con PAL y híbridos de arroz silvestre cultivado (CWRH) con PTAL para analizar metabolitos asociados a la biosíntesis de lignina. Las plantas transgénicas sobreexpresaron el gen exógeno 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa, mientras que las plantas no transgénicas expresaron normalmente el gen endógeno. Nuestros resultados muestran un aumento significativo en los contenidos de Phe/Tyr en las plantas de Arabidopsis transgénica y CWRH, lo que lleva a un aumento sustancial de lignina y biomasa. Además, la vía PTAL promueve una proporción mucho mayor de aumento de lignina y biomasa en CWRH transgénico que en las líneas de Arabidopsis transgénica. Evidentemente, una biosíntesis de lignina más eficiente caracteriza a las especies de pasto que poseen la vía PTAL. Estos hallazgos son importantes para una mejor comprensión de las funciones de PAL y PTAL en las vías metabólicas de los fenilpropanoides en la evolución de las especies de plantas. Estos hallazgos también tienen un gran valor para implicaciones como la fijación efectiva de carbono al mejorar la biosíntesis de lignina a través de la ingeniería genética de sus genes clave en especies de plantas seleccionadas adecuadamente.