Consejo Superior de
Investigaciones Científicas
CSIC
Un
estudio internacional liderado por un equipo del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado una forma verde de la
leghemoglobina, proteína de leguminosas emparentada funcionalmente con
la hemoglobina y la mioglobina animal, todas ellas hemoproteínas. La
leghemoglobina, que habitualmente es de color rojo, se convierte en
verde por la acción de los radicales libres sobre el grupo hemo.
Los radicales libres causan la nitración del hemo (se incorpora un grupo NO2),
lo que confiere a la proteína el color verde. Esta leghemoglobina verde
aumenta durante el envejecimiento de las plantas. El estudio,
publicado en la revista PNAS,
abre nuevas posibilidades en la utilización de la proteína como marcador
de envejecimiento en leguminosas y en la señalización de estrés.
Biofertilizantes frente a fertilización química
La
leghemoglobina es una proteína esencial para la fijación de nitrógeno y
está localizada en los nódulos de las leguminosas. Los nódulos son
estructuras especializadas en la fijación de nitrógeno y que se originan
tras la interacción molecular entre bacterias, denominadas rizobios, y
las raíces de la leguminosa. Se establece así una simbiosis, gracias a
la cual las leguminosas son capaces de vivir sin añadirles fertilizantes
nitrogenados. Por tanto, se habla de ‘biofertilización’, en
contraposición a la fertilización química. Los rizobios fijan el
nitrógeno atmosférico en el amonio asimilable por la planta para
sintetizar proteínas y otros componentes vitales para las células. A
cambio, la planta proporciona a las bacterias azúcares que les aportan
la energía necesaria para fijar el nitrógeno, explica el investigador
del CSIC Manuel Becana, de la Estación Experimental Aula Dei.
Esta
simbiosis, añade el investigador, juega un papel muy relevante en
agricultura, ya que minimiza los problemas medioambientales asociados al
exceso de fertilización química y supone un ahorro en la aplicación de
fertilizantes.
Radicales libres, envejecimiento y señales moleculares
Los
radicales libres forman parte de las denominadas especies reactivas de
oxígeno y especies reactivas de nitrógeno (conocidas respectivamente
como ROS y RNS, por sus siglas en inglés). Algunas de estas RNS, como
el óxido nítrico, son de gran relevancia en la respuesta al estrés y en
otras funciones vitales de plantas y animales. Proteínas verdes
similares se habían sintetizado in vitro a partir de la hemoglobina y
mioglobina humanas empleando nitrito, pero nunca se habían identificado
in vivo, añade Becana.
La
leghemoglobina verde también se puede producir artificialmente en el
laboratorio mediante el ataque de la proteína purificada con RNS
derivadas del nitrito. En condiciones naturales, este nitrito procede
probablemente del nitrato añadido como fertilizante a las plantas, que
induce el envejecimiento de los nódulos. Esta hallazgo abre nuevas
posibilidades sobre la utilización de la nitración de las hemoproteínas
como marcadores de envejecimiento o sobre su posible función
señalizadora en condiciones de estrés, concluye el investigador.