Fecha: 06/04/2015

Un grupo de investigación de la EEAD-CSIC estudia una familia de enzimas que puede contribuir a una agricultura más sostenible

El grupo de Fijación de Nitrógeno y Estrés Oxidativo en Leguminosas (EEAD-CSIC), en colaboración con distintos laboratorios españoles y europeos, ha investigado en un trabajo reciente el sistema antioxidante de los nódulos de leguminosas, cuyo funcionamiento óptimo es importante para obtener altas tasas de fijación de nitrógeno, reducir el uso de fertilizantes químicos y, por tanto, contribuir a una agricultura más respetuosa con el medio ambiente. La fijación de nitrógeno que llevan a cabo las leguminosas en simbiosis con bacterias del suelo, conocidas como rizobios, tiene lugar en los nódulos radiculares y es un proceso de gran importancia económica y medioambiental. 

Las glutatión peroxidasas (Gpxs) catalizan la eliminación de peróxidos de lípidos potencialmente tóxicos. Estos se producen debido a la oxidación incontrolada de los lípidos de membrana durante, por ejemplo, condiciones ambientales adversas. Además, las Gpxs participan en cascadas de señalización intracelular mediadas por especies reactivas de oxígeno y nitrógeno que determinan la respuesta celular a diferentes estímulos. Se ha investigado la función de dos Gpxs (Gpx1 y Gpx3), especialmente abundantes en los nódulos de la leguminosa modelo Lotus japonicus. Se ha determinado que ambas enzimas participan en la eliminación de los peróxidos de lípidos y protegen a las células frente a diferentes tipos de estrés. Además, utilizando anticuerpos altamente específicos, fusiones con proteínas fluorescentes y microscopía electrónica y confocal se ha demostrado que las dos enzimas se localizan en el núcleo celular, además de en los plastidios (Gpx1) y en el citoplasma y retículo endoplásmico (Gpx3). Finalmente, mediante técnicas bioquímicas y de espectrometría de masas se ha demostrado, por primera vez en plantas, que la actividad Gpx puede ser regulada postraduccionalmente por óxido nítrico mediante la S-nitrosilación de determinadas cisteínas de las proteínas.

 

Matamoros MA, Saiz A, Peñuelas M, Bustos-Sanmamed P, Mulet JM, Barja MV, Rouhier N,  Moore M,  James EK, Dietz K-F, Becana M (2015) Function of glutathione peroxidases in legume root nodules. J Exp Bot doi:10.1093/jxb/erv066

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