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维生素B6在植物中的新作用

维生素B6以不同的天然形式存在,称为维他命,对所有生物都是必不可少的,因为它参与细胞日常生活的许多方面。来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员发现,这种微量营养素与氮代谢有关,具有意想不到的作用。在植物细胞杂志中描述结果表明,其中一种维生素通知植物其在铵中的含量,铵是生命必需的各种分子(如蛋白质)生物合成所需的碱性氮化合物。将来,维生素B6可用于确定植物的氮状况,并最终防止过度使用目前对环境有害的含氮肥料。

维生素B6在植物中的新作用

对于所有生物体而言,维生素B6以六种不同的形式存在,称为维他命,由植物,细菌和真菌产生,但不是由动物产生。然而,不知道为什么有机体有几种维生素,并且它们的平衡(体内平衡)是重要的。在植物中,可以通过不同的特定途径产生各种维生素。“我们研究这些途径,以确定它们对细胞维生素B6稳态和生长发育的贡献”,负责该研究的UNIGE科学系植物学和植物生物学系教授Teresa Fitzpatrick解释道。

一个令人惊讶的观察提供了线索

研究人员与马克斯普朗克分子植物生理学研究所和杜塞尔多夫大学(德国)合作,研究了一种模型植物拟南芥(拟南芥),它在PDX3酶中有缺陷。令人惊讶的是,这些植物显示出强烈的生长和发育受损。“PDX3缺陷植物不能转化称为PMP的维生素,因此后者在细胞内积累。虽然我们假设观察到的异常可能是由于高水平的PMP,但我们不知道其潜在的机制,并质疑它的确切贡献“日内瓦团队成员,该研究的第一作者Maite Colinas说。

答案来自一个意外的发现:当植物补充铵时,观察到的突变体生长异常完全被消除。“在大多数天然土壤中,植物的主要氮源是硝酸盐,因为它们通常含有很少的铵。因此植物必须进口前者并将其转化为铵,然后可以用于含氮化合物(包括蛋白质)的生物合成以促进植物生长“,Teresa Fitzpatrick说。从科学家的研究中可以看出,PDX3缺陷植物中高水平的PMP会干扰硝酸盐转化为铵,从而导致铵缺乏,导致生长和发育受损。

氮代谢的新玩家

由于从未进行氮和维生素B6代谢之间的联系,生物学家进一步研究了这两种过程在天然野生型植物中的潜在相互作用。他们确实在补充有铵的植物中观察到PMP维生素的大量积累。“当工厂含有足够的铵以满足其需求时,可以防止硝酸盐的进一步生产,从而限制能源浪费和可能发生的毒性,如果制造过多则可能发生.PMP的水平可能会告知工厂其铵态”,Maite报道纳斯。

虽然科学家们知道植物从硝酸盐或铵中获取氮以满足他们的需求,但他们不确定植物如何监测这些化合物的水平或比例。在这里,研究人员在这个过程中找到了一个意想不到的玩家:维他命PMP。该小组目前正在研究PMP是否通过其他化合物的作用直接或间接调节氮代谢。将来,维生素B6可用于确定植物的氮状况,并最终防止过度使用目前对环境有害的含氮肥料。

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