Hannah Valentino, vänster, och Pablo Sobrado, höger, avslöjar ett nytt steg i processen som gör vitlök potent. Kredit:Virginia Tech
I århundraden har människor runt om i världen använt vitlök som krydda, naturläkemedel och skadedjursavskräckande medel – men de visste inte hur kraftfulla eller stickande vitlökhuvudena var förrän de smakade på dem.
Men vad händer om bönder kunde odla vitlök och veta exakt hur potent den skulle vara? Tänk om köpare kunde plocka sin vitlök baserat på dess styrka?
Ett team av Virginia Tech-forskare upptäckte nyligen ett nytt steg i den metaboliska processen som producerar enzymet allicin, vilket leder till vitlökens läckra smak och arom, ett fynd som upphäver årtionden av tidigare vetenskaplig tro. Deras arbete kan förstärka de illaluktande – men ändå läckra – egenskaper som vitlöksälskare världen över njuter av.
"Denna information förändrar hela historien om hur vitlök kan förbättras eller så kan vi göra föreningarna ansvariga för dess unika smak", säger Hannah Valentino, Ph.D. på College of Agriculture and Life Sciences. kandidat. "Detta kan leda till en ny vitlöksstam som skulle ge mer smak."
Upptäckten av denna väg öppnar dörren för bättre kontroll av produktionen och mer konsekventa grödor, vilket skulle hjälpa jordbrukare. Vitlök kan säljas som stark eller svag, beroende på konsumenternas preferenser.
Forskningen publicerades nyligen i Journal of Biological Chemistry .
Hannah Valentino, vänster, och Pablo Sobrado, höger, bedriver forskning som lägger grunden för en framtid där köpare kan välja vitlök utifrån dess styrka och smakprofil. Kredit:Virginia Tech
När Valentino, doktorand vid Institutet för kritisk teknologi och tillämpad vetenskap, och hennes team gav sig i kast med att testa den allmänt accepterade biologiska processen som skapar allicin, fann de att det bara inte hände.
Det var då teamet av forskare gav sig i kast med att upptäcka vad som verkligen hände i vitlök.
När de skalade tillbaka lagren insåg de att det inte fanns något bränsle för att driva den tidigare accepterade biologiska processen som skapar allicin.
"Genom att använda rationell design hittade Hannah ett potentiellt substrat", säger Pablo Sobrado, professor i biokemi vid College of Agriculture and Life Sciences och medlem av forskargruppen. "Detta är viktigt eftersom genom att hitta den metaboliska vägen och förstå hur enzymet faktiskt fungerar och dess struktur ger oss en ritning av hur allicin skapas under biosyntesen."
Valentino och teamet – som inkluderade studenter på grundnivå – arbetade i Sobrado Lab i Fralin Life Sciences Institute direkt med substraten som består av vitlök och gjorde sitt arbete enbart in vitro.
Forskarna fann att allicin, den komponent som ger vitlöken dess lukt och smak, producerades genom en helt annan biosyntetisk process. Allylmerkaptan reagerar med flavininnehållande monooxygenas, som sedan blir allylsulfensyra.
Viktigt är att allicinnivåerna kan testas, vilket gör att bönder kan känna till styrkan på sina grödor utan att behöva genteknik. Större smak kan helt enkelt förutsägas, vilket innebär att kraftfull vitlök helt enkelt kan odlas eller konstrueras.
"Vi har en grundläggande förståelse för biosyntesen av allicin att det är involverat i smak och lukt, men vi förstår nu också ett enzym som vi kan försöka modulera, eller modifiera, för att öka eller minska nivån av smakmolekylerna baserat på dessa biologiska processer”, sa Sobrado.
På grund av deras arbete väntar framtiden för vitlöksfält som är tillräckligt hårda för att hålla även de mest skrämmande vampyrerna på avstånd.
Det finns en video med mer information om denna forskning.
Referens:"Struktur och funktion av ett flavinberoende S-monooxygenas från vitlök (Allium sativum)" av Hannah Valentino, Ashley C. Campbell, Jonathan P. Schuermann, Nazneen Sultana, Han G Nam, Sophie LeBlanc, John J. Tanner och Pablo Sobrado, 11 juni 2020, Journal of Biological Chemistry .
DOI:10.1074/jbc.RA120.014484
