El almidón es la forma fundamental de almacenamiento de energía en muchas especies de plantas y constituye un elemento esencial en la dieta del ser humano. Es particularmente abundante en órganos tales como semillas de cereales y tubérculos y constituye la materia prima fundamental en múltiples procesos industriales tales como la producción de adhesivos, pinturas, plásticos biodegradables, biocombustibles, etc.
El almidón es un polisacárido de moléculas de glucosa unidas covalentemente que se acumula en el orgánulo denominado “plastidio”. Durante casi cincuenta años se ha aceptado que la ADPglucosa pirofosforilasa es el único enzima capaz de producir el ADPglucosa necesario para la biosíntesis del almidón en plantas.
Sin embargo nuestro equipo ha demostrado que un enzima citosólico, la sacarosa sintasa, es la responsable de la síntesis de la mayor parte del ADPglucosa que se acumula en la célula vegetal (Baroja-Fernández et al. 2003, Plant Cell Physiol. 44, 500-509; Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 13080-13085; Trends Plant Sci. 10, 156-158; Muñoz et al. 2005, Plant Cell Physiol. 46, 1366-1376).
Además, hemos constatado por primera vez la existencia de mecanismos de captación endocítica de la sacarosa necesaria para la producción de almidón.
En estos momentos estamos identificando y utilizando herramientas moleculares que nos permitan controlar los niveles de las moléculas intermediarias en el proceso de biosíntesis del almidón. Además, estamos investigando las bases moleculares de la captación endocítica de sacarosa. Con la información adquirida se diseñarán plantas con alto contenido en almidón.
El glucógeno es la forma principal de almacenamiento de energía en muchas especies bacterianas. Al igual que el almidón de las plantas, el glucógeno bacteriano es un homopolisacárido de moléculas de glucosa. Al igual que en las plantas, tradicionalmente se ha aceptado que la ADPglucosa pirofosforilasa es el único enzima capaz de producir el ADPglucosa necesario para la biosíntesis del glucógeno.
Sin embargo, nuestro equipo ha venido acumulando evidencias sobre la existencia de otras fuentes importantes de ADPglucosa.
Además, descubrimos la existencia de enzimas implicados en el control de los niveles intracelulares del ADPglucosa (Moreno-Bruna et al. 2001, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 8128-8132).
En estos momentos estamos trabajando en la identificación de las fuentes de ADPglucosa y en los mecanismos de degradación del glucógeno. La información adquirida en bacterias puede ser utilizada para la obtención de variedades de plantas con alto contenido en almidón.
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