Perché i broccoli e il cavolo sono così amari

Perché i broccoli e il cavolo sono così amari

I ricercatori hanno mappato la struttura cristallina di una proteina chiave che rende i metaboliti responsabili del gusto amaro Brassica verdure come mostarde, broccoli e cavoli.

Verdure nel genere Brassica condividere un gusto distinto e amaro. Alcuni considerano il sapore delle piante crocifere il loro attributo più forte. Ma anche in India e Cina, dove queste "brassiche" sono state coltivate per oltre 4,000 anni, gli scienziati hanno cercato di attenuare i composti chimici responsabili del loro sapore pungente. Risulta che gli stessi composti che li rendono amari li rendono anche tossici ad alcuni livelli.

Il nuovo studio è la prima istantanea di come si è evoluta la proteina e si è arrivati ​​a sfornare sottoprodotti così diversi in questo gruppo di piante agriculturalmente significativo. I risultati potrebbero essere utilizzati insieme alle strategie di allevamento in corso per manipolare le piante coltivate per benefici nutrizionali e di gusto.

Le brassiche combattono

"Tutte le brassiche, che si tratti di mostarda indiana, Arabidopsis, broccoli o cavoletti di Bruxelles - tutti questi composti pungenti, profumati di zolfo, i glucosinolati ", dice Joseph Jez, professore di biologia alla Washington University di St. Louis. I composti sono stati a lungo riconosciuti come una difesa naturale contro i parassiti.

"Le piante devono reagire", dice Jez. "Non possono davvero fare nulla, ma possono fare cose".

"Esistono diversi profili di glucosinolati in diverse piante", dice. "La domanda è sempre stata se potessi modificare i loro schemi per fare qualcosa di nuovo. Se gli insetti mangiano le tue piante, potresti cambiare il profilo e ottenere qualcosa che possa prevenire la perdita delle colture? "

Ma c'è un numero scoraggiante di glucosinolati: quasi 130 diversi tipi riconosciuti nel genere Brassica. Ogni specie di piante del genere costituisce una "raccolta" di diversi tipi di glucosinolati, il suo proprio mix di sapori, che sono tutti metaboliti secondari di una particolare proteina.

I ricercatori hanno conosciuto il ruolo centrale di questa proteina per decenni. Ma prima di questo studio, nessuno era mai stato in grado di completare la cristallografia a raggi X necessaria per mapparla in dettaglio.

Colture più semplici?

Il nuovo lavoro, co-guidato da Roshan Kumar, un postdoctoral fellow nel laboratorio Jez, utilizza la genetica, la biochimica e la biologia strutturale per aiutare a svelare le basi molecolari per l'evoluzione e la diversificazione dei glucosinolati.

"I glucosinolati sono derivati ​​da aminoacidi", dice Kumar. "L'allungamento genico è uno dei passi importanti che fornisce la maggior parte della diversità nei profili glucosinolati in tutto il brassiche. Decide quale tipo di glucosinolati (la pianta) sta per formarsi. "

L'intuizione acquisita nel nuovo studio è un passo importante verso la raccolta di una senape più mite o la costruzione di un broccolo senza amaro.

Ma ci aiuterà a mangiare i nostri verdi?

Può essere. Per lo più i ricercatori sono interessati al potenziale per modificare i glucosinolati nei semi, non negli steli o nelle parti fogliari di Brassica piante, dice Kumar.

Il principale raccolto di semi oleosi Brassica juncea e i semi di colza correlati sono utilizzati per produrre olio da cucina nelle zone temperate e subtropicali del mondo. I coltivatori di piante hanno cercato di regolare i livelli di glucosinolati in queste colture in modo che i residui di torta di semi ricchi di proteine ​​possano essere utilizzati come integratore alimentare per bovini e pollame.

"Se riduci i glucosinolati da tutta la pianta, diventa sensibile ai parassiti e agli agenti patogeni", dice Kumar. "Ecco perché c'è bisogno di un'ingegneria intelligente di glucosinolati".

Lo studio appare nella rivista La cellula vegetale. Altri ricercatori che contribuiscono al lavoro provengono dal National Institute of Plant Genome Research di Nuova Delhi, in India e dal Max Planck Institute for Chemical Ecology di Jena, in Germania.

Fonte: Università di Washington a St. Louis

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