Brassinolide

Il brassinolide è un potente stimolatore della crescita delle piante che mostra un’ampia presenza nel regno vegetale con effetti biologici unici sulla crescita e sui tratti fisiologici. Fu isolato per la prima volta nel 1979 aprendo una nuova era nella ricerca sui fitormoni e ha formula C₂₈H₄₈O₆.

Inizialmente, scoperto nel polline di colza, ad oggi, si sono  trovati, in fonti naturali, più di 70 composti correlati al brassinolide chiamati brassinosteroidi (BS).  I brassinosteroidi (BR) sono un gruppo di fitormoni steroidei derivanti dalla poliidrossilazione dei fitosteroli, che svolgono ruoli essenziali nella crescita e nello sviluppo delle piante.

Il brassinolide, presente nei frutti, nei semi e nel polline, è costituito da uno scheletro steroideo con quattro anelli fusi di cui tre unità di cicloesano e un ciclopentano formalmente derivanti dal gonano (ciclopentanoperidrofenantrene), composto chimico con formula C₁₇H₂₈ mediante sostituzione di un atomo di idrogeno in posizione C3 con un gruppo idrossilico.

Biosintesi del brassinolide

La biosintesi del brassinolide  ha inizio a partire uno sterolo strettamente correlato chiamato campesterolo che si trova nella membrana cellulare che è un fitosterolo la cui struttura chimica è simile a quella del colesterolo.

Si è proposto un ipotetico percorso biosintetico a partire dal campesterolo che è convertito successivamente in teasterone, tifasterolo, castasterone e brassinolide. Si è ottenuta la prova biochimica del percorso biosintetico dal campesterolo al brassinolide dallo studio del sistema di coltura cellulare vegetale di Catharanthus roseus.

Il brassinolide è biosintetizzato attraverso due percorsi, il percorso di ossidazione precoce del C6 e il percorso di ossidazione tardiva del C6, che si diramano alla conversione del campestanolo.

La produzione di brassinolide inizia con, il campestanolo che si trova nella membrana cellulare e inizialmente, è ridotto dall’enzima steroide 5-alfa-reduttasi DET2. Seguono una serie di reazioni di ossidazione, grazie all’azione di enzimi del citocromo P450, che catalizzano l’aggiunta di gruppi idrossilici alla molecola.

Tra queste reazioni di ossidazione la più rilevante dal punto di vista biologico è l’ossidazione del carbonio 6, a seguito della quale si forma un chetone nella posizione C6, in quanto aumenta l’attività biologica della molecola di un fattore 200. A seconda di quando avviene questa reazione di ossidazione del C6, avviene una ossidazione del C6 che può essere definita precoce attiva in assenza di luce o tardiva che predomina quando le piantine sono esposte alla luce.

Effetti

Il brassinolide, unitamente ai brassinosteroidi ha effetti fisiologici nelle piante come, ad esempio, il controllo della divisione cellulare, la germinazione e la promozione della crescita, la regolazione dell’equilibrio ormonale, l’attivazione della sintesi di proteine ​​e acidi nucleici, l’attività enzimatica e, cosa più interessante, l’aumento della resistenza agli stress abiotici e biotici.

L’applicazione esogena di brassinolide alle piante a livello di semi o come spray fogliare migliora le attività di difesa antiossidante e l’accumulo di osmoprotettori come prolina e glicina betaina in condizioni di stress. È stato segnalato che il brassinolide svolge un ruolo regolatore nel controllo della progressione e della differenziazione del ciclo cellulare nell’Arabidopsis e in altre piante e può offrire una nuova strategia terapeutica per varie malattie.

Il brassinolide può indurre una varietà di risposte fisiologiche come germinazione dei semi, crescita del tubetto pollinico, allungamento dello stelo, induzione della biosintesi dell’etilene, espressione genica alterata, srotolamento e piegatura delle foglie, riorientamento dei microtubuli, inibizione della crescita nelle radici, differenziazione vascolare, attivazione della pompa protonica e modulazione della risposta allo stress.

Il brassinolide, unitamente  brassinosteroidi, attivano un’ampia gamma di processi fisiologici, dalle singole cellule all’intera pianta e ha un ruolo significativo nell’aumento delle colture di ortaggi, cereali, colture di frutta e colture di semi oleosi, così come nella sintesi di metaboliti secondari.

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