Forskare har kartlagt kristallstrukturen hos ett nyckelprotein som gör metaboliterna ansvariga för den bittera smaken Brassica grönsaker som senap, broccolis och kål.
Grönsaker i släktet Brassica dela en distinkt och bitter smak. Vissa anser att smaken av korsväxtplantor är deras starkaste egenskap. Men även i Indien och Kina, där dessa "brassicas" har odlats i mer än 4,000 år, har forskare försökt tona ner de kemiska föreningarna som ansvarar för sin skarpa smak. Visas, samma föreningar som gör dem bittra gör dem också giftiga på vissa nivåer.
Den nya studien är den första ögonblicksbilden av hur proteinet utvecklats och kom för att churn ut sådana olika biprodukter i denna lantbrukande betydande grupp av växter. Resultaten kan användas tillsammans med pågående avelsstrategier för att manipulera grödor för näringsmässiga och smakliga fördelar.
Brassicas slår tillbaka
"Alla brassicas-var det indisk senap, Arabidopsis, broccoli eller brusselspiror-de gör alla dessa snabba svavelluktande föreningar, glukosinolaterna, säger Joseph Jez, professor i biologi vid Washington University i St. Louis. Föreningarna har länge erkänts som ett naturligt försvar mot skadedjur.
"Växter måste kämpa tillbaka", säger Jez. "De kan verkligen inte göra någonting, men de kan göra saker."
"Det finns olika profiler av glukosinolater i olika växter," säger han. "Frågan har alltid varit om du kan ändra sina mönster för att göra något nytt. Om insekter äter dina växter, kan du ändra profilen och få något som kan förhindra växtförlust? "
Men det finns ett skrämmande antal glukosinolater: nästan 130 olika slag erkända inom släktet Brassica. Varje växtart i släktet gör en "samling" av flera olika typer av glukosinolater, en egen smakblandning, som alla är sekundära metaboliter av ett visst protein.
Forskare har känt om den centrala rollen i detta protein i årtionden. Men före denna studie hade ingen någonsin kunnat slutföra den röntgenkristallografi som krävs för att kartlägga den i detalj.
Tastier grödor?
Det nya arbetet, med ledning av Roshan Kumar, en postdoktor i Jezlaboratoriet, använder genetik, biokemi och strukturell biologi för att hjälpa till att riva upp den molekylära grunden för utveckling och diversifiering av glukosinolater.
"Glukosinolater är härledda från aminosyror", säger Kumar. "Gensträckning är ett av de viktiga stegen som ger mest av mångfalden i glukosinolatprofilerna över hela kålväxter. Det bestämmer vilken typ av glukosinolater (växten) kommer att bilda. "
Insikten som uppnåtts i den nya studien är viktigt steg mot att måla en mildare senap eller bygga en bitter fri broccoli.
Men kommer det att hjälpa oss att äta våra gröna?
Kanske. För det mesta är forskare intresserade av möjligheten att modifiera glukosinolater i frön, inte i stjälkar eller lövrika delar av Brassica växter, säger Kumar.
Den viktigaste oljeväxtskörden Brassica juncea och relaterade rapsfrö används för att göra matolja i tempererade och subtropiska områden i världen. Växtförädlare har försökt att justera nivåerna av glukosinolater i dessa grödor så att de proteinrika frökaka-kvarlevorna kan användas som ett fodertillskott för nötkreatur och fjäderfä.
"Om du minskar glukosinolater från hela växten blir den mottaglig för skadedjur och patogener," säger Kumar. "Det är därför det finns ett behov av smart engineering av glukosinolater."
Studien visas i tidningen Växtcellen. Ytterligare forskare som bidrar till arbetet är från National Institute of Plant Genome Research i New Delhi, Indien och Max Planck Institute for Chemical Ecology i Jena, Tyskland.
Källa: Washington University i St. Louis
Relaterade böcker:
Salt, fett, syra, värme: Bemästra elementen i god matlagning
av Samin Nosrat och Wendy MacNaughton
Den här boken erbjuder en omfattande guide till matlagning, med fokus på de fyra elementen salt, fett, syra och värme och erbjuder insikter och tekniker för att skapa läckra och välbalanserade måltider.
Klicka för mer info eller för att beställa
The Skinnytaste Cookbook: Lätt på kalorier, stor på smak
av Gina Homolka
Den här kokboken erbjuder en samling hälsosamma och läckra recept, med fokus på färska ingredienser och djärva smaker.
Klicka för mer info eller för att beställa
Food Fix: Hur man räddar vår hälsa, vår ekonomi, våra samhällen och vår planet – en tugga i taget
av Dr. Mark Hyman
Den här boken utforskar kopplingarna mellan mat, hälsa och miljö, och erbjuder insikter och strategier för att skapa ett hälsosammare och mer hållbart matsystem.
Klicka för mer info eller för att beställa
The Barefoot Contessa Cookbook: Secrets from the East Hampton Specialty Food Store för enkel underhållning
av Ina Garten
Den här kokboken erbjuder en samling klassiska och eleganta recept från den älskade Barefoot Contessa, med fokus på färska ingredienser och enkel tillagning.
Klicka för mer info eller för att beställa
Hur man lagar allt: grunderna
av Mark Bittman
Den här kokboken erbjuder en omfattande guide till grunderna i matlagning, som täcker allt från knivkunskaper till grundläggande tekniker och erbjuder en samling enkla och läckra recept.
