Ispitivanja odnosa struktura-funkcija u ćelijskom zidu biljaka i izmene strukture zida enzimskim inženjeringom

Planiramo strukturna ispitivanja ćelijskog zida (ĆZ) i gradivnih polimera, kao i proučavanja enzima uključenih u njihovu sintezu, u različitim biljnim vrstama izloženim stresu, naročito mehaničkom, stresu UV zračenja i ksenobioticima. Koristićemo mlada stabla, grane i listove konifera i listopadnih vrsta drveća, kao i stabljike i listove korova i poljoprivrednih biljaka. Biljke će biti gajene i izlagane stresu u kontrolisanim uslovima. Proučavaćemo strukturu ĆZ i naročito se usredsrediti na organizaciju celuloze i lignina i na variranja u sastavu i količini fenola koji grade poprečne veze između lignina i drugih polimera ĆZ. Ispitivaćemo reakcije usmeravane enzimima i slobodnim radikalima, u sintezi polimera ĆZ u odgovoru na stres. Ispitivanja će se raditi na presecima i ekstraktima tkiva, kao i na izolovanim ĆZ-ma. Suspenzije ćelija će se takođe koristiti u eksperimentima. Planiramo inženjering enzima uključenih u glavne korake sinteze i razgradnje polimera ĆZ, da bismo razumeli odnose struktura-funkcija enzima i vezu sa organizacijom polimera u ĆZ, ali i zbog poboljšanja kvaliteta biomase za primene. Prvo ćemo se usredsrediti na enzim peroksidazu i proučiti uticaj strukture proteina na enzimsku aktivnost u polimerizaciji fenola (sinteza lignina) i razgradnji fenolnih jedinjenja kao ksenobiotici i lignin. U eksperimentima će se koristiti spektroskopija, mikroskopija, hromatografija, elektroforeza i molekularna biologija, kao i specijalne matematičke i statističke metode za analizu podataka.