Chimiștii au descoperit molecula care creează mirosul trandafirilor

Indiferent ce nume ar avea aceste plante, mirosul trandafirilor ar fi la fel de dulce, spunea Shakespeare. Dar ștergerea unei singure molecule poate face ca acest miros să dispară cu totul.

În ultimele decenii, grădinarii comerciali au crescut trandafiri de culori diferite, mai rezistenți la insecte și cu o viață mai lungă în vază. Dar această manipulare are un compromis: florile mai atractive din punct de vedere vizual își pierd adesea parfumurile puternice.

• Oamenii de știință au dezvăluit harta ascunsă a modului în care gândește creierul uman
• Cum și cât ne putem schimba personalitatea?

De ce anume au nevoie trandafirii pentru a avea mirosul specific și, mai important, cum îl recuperăm? Un nou studiu publicat în PNAS a identificat o enzimă cheie numită farnesil difosfat (FPP) sinteză, esențială pentru stimularea reacției care creează mirosul proaspăt și floral al unui trandafir. Descoperirile ar putea ajuta la găsirea unei modalități de a crea trandafiri mai fascinanți și mai frumoși.

Ce anume creează mirosul trandafirilor?

O substanță chimică numită geraniol este responsabilă pentru mirosul trandafirilor. Trandafirii formează compusul printr-o reacție chimică care implică FPP sinteza plus câteva alte enzime. Procesul implică hidrolaza NUDX1, o enzimă găsită în interiorul lichid al celulelor vegetale, sau citosol, care alcătuiesc petalele de trandafir.

Pentru a crea o aromă puternică și dulce, florile au nevoie de multă activitate a hidrolazei NUDX1. Acest lucru este posibil numai atunci când există suficientă moleculă de legare numită geranil difosfat (GPP). GPP se lipește de enzimă și o face să acționeze.

Dar pentru ca acest proces să funcționeze, molecula de legare trebuie să fie în apropiere. Acesta nu este cazul trandafirilor. Benoît Boachon, biochimist de plante la Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța, spune că majoritatea plantelor păstrează hidrolaza GGP și NUDX1 într-o altă zonă, numită plastidă.

Substanțele implicate în proces

Aceste organite acționează ca locuri cheie pentru fotosinteză. Acest lucru i-a motivat pe Boachon și pe colegii săi să descopere de unde obțin trandafirii GPP pentru a face geraniol. Cercetătorul emite ipoteza că GPP ar putea avea un mecanism care îl transportă de la plasmidă la citosol, sau există o altă cale prin care floarea poate genera propria aprovizionare cu GPP.

Pentru a rezolva misterul plantei, autorii lucrării au studiat reacțiile biochimice care au loc într-o varietate de trandafiri roz numiți Old Blush. Oamenii de știință au izolat diferite părți ale plantelor și au închis căile chimice implicate în crearea sau eliberarea geraniolului.

Dacă trandafirii modificați nu mai produceau geraniol, sau plantele îl produceau în cantități mici, acesta era un indiciu major pentru oamenii de știință că au găsit o cale care are un rol în furnizarea de GPP. Pe de altă parte, echipa ar putea exclude un proces dacă geraniolul ar continua să fie produs la niveluri normale, scrie Popular Science.

Un compus chimic care nu era cunoscut

Căutarea lor i-a condus către o cale specială în citosolul vegetal, unde s-au interesat de un al doilea rol, necunoscut, al proteinei sintezei FPP. Atunci când inhibitorii au blocat capacitatea plantei de a exprima această enzimă, a scăzut nivelul de geraniol.

S-a descoperit că enzima creează doi compuși chimici. Oamenii de știință au știut că aceasta produce o substanță chimică legată de GPP, numită farnesil difosfat, care contribuie la mirosul trandafirilor. Dar analiza biochimică a studiului dezvăluie că enzima este capabilă să producă și GPP.

Natalia Dudareva, directoarea Centrului de Biologie a Plantelor de la Universitatea Purdue (SUA) și unul dintre coautorii studiului, spune că trandafirii trebuie să fi evoluat FPP sinteza cu mult timp în urmă pentru a produce GPP mai ușor disponibil. Secvențierea proteinelor enzimei a scos la iveală doi aminoacizi care s-ar putea să fi suferit mutații pentru a-i permite să producă GPP în loc să transforme tot GPP-ul în farnesil difosfat.

Pe baza studiului, mirosul trandafirilor ar putea fi recuperat

Următorul pas a fost să vadă dacă enzima FPP sinteză producea efecte similare în interiorul unei plante în timp real. Cercetătorii au proiectat frunze de tutun pentru a exprima această enzimă și calea chimică folosită pentru a produce geraniol. După cum se așteptau, frunzele de tutun unde au găsit enzima au produs atât GPP, cât și farnesil difosfat.

Înțelegerea factorilor esențiali implicați în producerea parfumurilor ar putea restabili aroma trandafirilor cultivați comercial. Și prin izolarea enzimei, Boachon spune că o potențială aplicație este reintroducerea metabolică a parfumului dulce în trandafiri care și-au pierdut mirosul celebru în timp.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii ar fi descoperit de ce albește părul

Unul dintre cele mai mari mistere medicale: De ce balenele nu se îmbolnăvesc de cancer?

Test de cultură generală. Cât la sută din corpul uman este apă?

Mirosul de mașină nouă poate produce probleme grave de sănătate