Mecanismos fotosintéticos de fijación de carbono en plantas C4

Investigadores: Dr. Carlos S. Andreo, Dra. María Fabiana Drincovich, Dra. Mariana Saigo, Dra. Clarisa E. Alvarez, Dra. Mariel C. Gerrard Wheeler, Dr. Marcos A. Tronconi

Becarios: Lic. Paula Calace

La fotosíntesis C4 es una vía metabólica compleja responsable de la fijación de carbono eficiente y competitiva que se da en muchas especies de importancia agronómica. Desde hace más de 25 años nuestro grupo de trabajo estudia numerosos aspectos de esta vía. Las plantas C4 pueden ser clasificadas en subtipos dependiendo de la enzima descarboxilasa que provee la mayor parte del CO2 al proceso asimilativo: enzima málica NADP-dependiente (EM-NADP), enzima málica NAD-dependiente (EM-NAD) y fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK). Cada una de estas enzimas posee una localización subcelular diferencial, estando alojadas en el cloroplasto, en la mitocondria o en el citosol de las células de la vaina vascular, respectivamente. Especialmente, nos hemos enfocado en el análisis de estas descarboxilasas en diferentes especies vegetales, estudiando sus propiedades bioquímicas, regulación y su contribución al proceso fotosintético en diferentes condiciones ambientales. Trabajamos con plantas monocotiledóneas C4 como maíz, sorgo y otras gramíneas forrajeras pertenecientes a los distintos subtipos. Esta caracterización es fundamental para introducir mecanismos de concentración de dióxido de carbono en especies C3 con el fin de incrementar la eficiencia del proceso fotosintético.

Financiamiento:

•Enzima málica NADP dependiente de células de la vaina vascular de especies con metabolismo C4. PICT 2015 ANPCyT INVESTIGADOR RESPONSABLE: Clarisa Ester Alvarez

•Mecanismos de fijación de carbono en gramíneas C4: Determinantes moleculares implicados en la regulación de la decarboxilación del malato en especies del clado Panicoideae pertenecientes a diferentes subtipos C4. PICT 2014 ANPCyT INVESTIGADOR RESPONSABLE: Carlos Santiago Andreo

Publicaciones destacadas:

Alvarez C. E., Bovdilova A., Höppner A., Wolff C. C., Saigo M., Trajtenberg F., Zhang T., Buschiazzo A., Nagel-Steger L., Drincovich M. F., Lercher M. J., Maurino V. G. (2019) Molecular adaptations of NADP-malic enzyme for its function in C4 photosynthesis in grasses. Nat. Plants, 5: 755-765.

Saigo M., Tronconi M. A., Gerrard Wheeler M. C., Alvarez C. E., Drincovich M. F., Andreo C. S. (2013) Biochemical approaches to C4 photosynthesis evolution studies: the case of Malic enzymes decarboxylases. Photos. Research, 117: 177-187.

Alvarez C. E., Saigo M., Margarit E., Andreo C. S., Drincovich M. F. (2013) Kinetics and functional diversity among the five members of the NADP-malic enzyme family from Zea mays, a C4 species. Photosynth. Res., 115: 65-80.

Saigo M., Alvarez C. E., Andreo C. S., Drincovich M. F. (2013) Plastidial NADP-malic enzymes from grasses: Unraveling the way to the C4 specific isoforms. Plant Physiol. Biochem., 63: 39-48.

Alvarez C. E., Detarsio E., Moreno S., Andreo C. S., Drincovich M. F. (2012) Functional characterization of residues involved in redox modulation in maize photosynthetic NADP-malic enzyme activity. Plant Cell Physiol., 53: 1144-1153.