Ung forsker skal åbne døren til mystisk enzymfamilie – Københavns Universitet

Institut for Plante- og Miljøvidenskab > Nyheder > Ung forsker skal åbne ...

23. januar 2018

Ung forsker skal åbne døren til mystisk enzymfamilie

Enzymer

Et forskerhold står overfor at skulle bevæge sig ind på ukendt territorie i planters metabolisme for at finde ud af, hvad en særlig gruppe enzymers funktioner er. De menes at være involveret i processer, der er afgørende for planters evne til at producere medicinstoffer, tilpasse sig klimaændringer eller forsvare sig mod skadedyr.

Til venstre ses et mikroskop-billede af et spirende frø fra durra-planten. Til højre ses fordelingen af tre forskellige stoffer, vist som henholdsvis blå, lilla og grøn farvning af signaler optaget med billeddannende massespektrometri, der muliggør Nanna Bjarnholts nye forskningsprojekt.

Planters indre gemmer på mange hemmeligheder, som forskningen endnu ikke har haft mulighed for at kortlægge. Det gælder bl.a. de ‘specialiserede metabolitter’, der er de indholdsstoffer i planterne, som er afgørende for de specielle eller særlige egenskaber ved hver art – det, der differentierer planter fra hinanden ved fx duft, smag eller kemisk forsvar mod skadedyr.

Nu har lektor Nanna Bjarnholt fået 10 millioner kroner fra Villum Fondens Young Investigator program til at kaste lys over en særlig enzymfamilie i planter, glutathiontransferaser.

”Glutathiontransferase-enzymer udgør en stor og mystisk familie i planter, og man mener, at der er uafklarede funktioner i den specialiserede metabolisme. Hvis vi kan få en bedre forståelse af, hvilken funktion de enzymer har i planterne, kan det i sidste ende åbne op for nye måder at anvende planter på,” siger Nanna Bjarnholt.

Vigtige medicinstoffer i planter

De specialiserede metabolitter er ikke kun vigtige for planterne. Bl.a. morfin og salicylsyre (aspirin) kommer fra planter, og faktisk er omkring 50 % af vores medicin baseret på specialiserede metabolitter fra forskellige organismer.

En del vigtige medicinstoffer kommer fra planter, der er svære at dyrke, og stofferne har også indflydelse på, hvordan planterne klarer sig på marken eller i naturen.  Opdagelse af enzymer, der producerer de vigtige stoffer, kan bruges til at avle bedre planter eller til at overføre produktionen af medicinstoffer til mikroorganismer og derved gøre medicinen meget billigere.

Forskningsprojektet om glutathiontransferase-enzymerne er af meget grundvidenskabelig karakter, eftersom forskerne endnu ikke ved, hvad de kan forvente at finde af funktioner, og hvad det i sidste ende kan føre til.


Man mener, at der findes omkring 200.000 forskellige specialiserede metabolitter i verdens planter, og jo mere vi ved om dem, jo bedre kan vi blive til at udnytte planters potentiale.

Teknologiske fremskridt åbner dørene

Videnskaben har længe forsøgt at undersøge, hvilke roller glutathiontransferase-enzymer spiller i planterne, men uden det store held.


”Vi ved en del om, hvad enzymerne kan, når vi arbejder med dem i laboratoriet, men i planterne har man haft svært ved at finde de stoffer, enzymerne producerer,” fortæller Nanna Bjarnholt.

Nu er der sket store teknologiske fremskridt, der gør det muligt for Nanna Bjarnholt at undersøge problemet på en ny måde:


”Med den nye teknologi kan vi få øje på de stoffer, som glutathiontransferase-enzymerne producerer og lave et meget detaljeret kort over, hvor i planterne, de befinder sig,” siger hun.

Den nye teknologi, som Nanna Bjarnholt skal bruge i forskningsprojektet hedder billeddannende massespektrometri, og den kan – kort fortalt – bruges til at se, hvilke stoffer en enkelt plantecelle indeholder. Derved kan hendes forskerhold nøjes med at undersøge det udsnit af glutathiontransferase-enzymerne, der befinder sig i de samme celler som de relevante stoffer, og det skulle gerne give de resultater, der har manglet i flere årtier.