Les calories protéiques consommées par les gens du monde entier représentent environ 15 à 20 % de leur apport énergétique. Cela fait des protéines un impératif nutritionnel majeur. Aujourd'hui, nous sommes confrontés à un défi sans précédent pour produire et distribuer des protéines adéquates pour nourrir plus de neuf milliards de personnes d'ici 2050, d'une manière écologiquement durable et abordable. Les protéines végétales présentent une solution prometteuse à nos besoins nutritionnels en raison de leur longue histoire d'utilisation et de culture des cultures, de leur coût de production inférieur et de leur accès facile dans de nombreuses régions du monde. Cependant, les protéines végétales ont une fonctionnalité comparativement médiocre, définie comme une faible solubilité, des propriétés moussantes, émulsifiantes et gélifiantes, limitant leur utilisation dans les produits alimentaires. Par rapport aux protéines animales, y compris les produits laitiers, la technologie des protéines végétales en est encore à ses balbutiements. Pour combler ce fossé, des progrès dans le développement d'ingrédients protéiques végétaux et les connaissances nécessaires pour construire des aliments à base de plantes sont cruellement nécessaires. Cette revue se concentre sur certaines caractéristiques saillantes de la science et de la technologie des protéines végétales, fournissant l'état actuel de l'art et mettant en évidence de nouvelles directions de recherche. Il se concentre sur la façon dont la manipulation des structures des protéines végétales lors de l'extraction, du fractionnement et de la modification des protéines peut considérablement améliorer la fonctionnalité des protéines. Pour créer de nouveaux aliments à base de plantes, des considérations importantes telles que les interactions protéine-polysaccharide, l'inclusion d'arômes générés par les protéines végétales et certaines nouvelles techniques pour structurer les protéines végétales sont discutées. Enfin, l'attention portée à la nutrition en tant que boussole pour naviguer dans la feuille de route des protéines végétales est également prise en compte. Cette revue se concentre sur certaines caractéristiques saillantes de la science et de la technologie des protéines végétales, fournissant l'état actuel de l'art et mettant en évidence de nouvelles directions de recherche. Il se concentre sur la façon dont la manipulation des structures des protéines végétales lors de l'extraction, du fractionnement et de la modification des protéines peut considérablement améliorer la fonctionnalité des protéines. Pour créer de nouveaux aliments à base de plantes, des considérations importantes telles que les interactions protéine-polysaccharide, l'inclusion d'arômes générés par les protéines végétales et certaines nouvelles techniques pour structurer les protéines végétales sont discutées. Enfin, l'attention portée à la nutrition en tant que boussole pour naviguer dans la feuille de route des protéines végétales est également prise en compte. Cette revue se concentre sur certaines caractéristiques saillantes de la science et de la technologie des protéines végétales, fournissant l'état actuel de l'art et mettant en évidence de nouvelles directions de recherche. Il se concentre sur la façon dont la manipulation des structures des protéines végétales lors de l'extraction, du fractionnement et de la modification des protéines peut considérablement améliorer la fonctionnalité des protéines. Pour créer de nouveaux aliments à base de plantes, des considérations importantes telles que les interactions protéine-polysaccharide, l'inclusion d'arômes générés par les protéines végétales et certaines nouvelles techniques pour structurer les protéines végétales sont discutées. Enfin, l'attention portée à la nutrition en tant que boussole pour naviguer dans la feuille de route des protéines végétales est également prise en compte. Il se concentre sur la façon dont la manipulation des structures des protéines végétales lors de l'extraction, du fractionnement et de la modification des protéines peut considérablement améliorer la fonctionnalité des protéines. Pour créer de nouveaux aliments à base de plantes, des considérations importantes telles que les interactions protéine-polysaccharide, l'inclusion d'arômes générés par les protéines végétales et certaines nouvelles techniques pour structurer les protéines végétales sont discutées. Enfin, l'attention portée à la nutrition en tant que boussole pour naviguer dans la feuille de route des protéines végétales est également prise en compte. Il se concentre sur la façon dont la manipulation des structures des protéines végétales lors de l'extraction, du fractionnement et de la modification des protéines peut considérablement améliorer la fonctionnalité des protéines. Pour créer de nouveaux aliments à base de plantes, des considérations importantes telles que les interactions protéine-polysaccharide, l'inclusion d'arômes générés par les protéines végétales et certaines nouvelles techniques pour structurer les protéines végétales sont discutées. Enfin, l'attention portée à la nutrition en tant que boussole pour naviguer dans la feuille de route des protéines végétales est également prise en compte.
Extraction et traitement en aval de protéines recombinantes d'origine végétale
Les plantes offrent la perspective alléchante de processus de fabrication automatisés à faible coût pour les protéines biopharmaceutiques, mais plusieurs défis doivent être relevés avant que de tels objectifs ne soient atteints et les obstacles les plus importants se trouvent lors du traitement en aval (DSP). Contrairement aux plates-formes cellulaires microbiennes et mammifères standardisées adoptées par l'industrie biopharmaceutique, il existe de nombreux systèmes d'expression à base de plantes différents qui se disputent l'attention, et ceux qui ont le plus grand potentiel pour fournir des produits biopharmaceutiques bon marché sont également ceux qui présentent les inconvénients les plus importants en termes de de DSP. En effet, les systèmes végétaux les plus évolutifs sont basés sur l'expression de protéines intracellulaires dans des plantes entières. Le tissu végétal doit donc être rompu pour extraire le produit, défiant les étapes initiales du DSP avec une charge inhabituellement élevée de contaminants particulaires et solubles. Les technologies de plate-forme DSP peuvent accélérer et simplifier le développement de processus, y compris la centrifugation, la filtration, la floculation et les méthodes intégrées qui combinent la séparation solide-liquide, la purification et la concentration, telles que les systèmes de séparation aqueuse à deux phases. Les étiquettes de protéines peuvent également faciliter ces étapes DSP, mais elles sont difficiles à transférer dans un environnement commercial et des stratégies plus génériques, flexibles et évolutives pour séparer les protéines des cellules cibles et hôtes sont préférables, telles que les technologies membranaires et la précipitation chaleur/pH. Dans ce contexte, les extraits végétaux clarifiés se comportent de manière similaire au flux d'alimentation provenant de microbes ou de cellules de mammifères et les méthodes de purification correspondantes peuvent être appliquées, tant qu'ils sont adaptés aux contaminants solubles spécifiques aux plantes tels que la protéine surabondante RuBisCO. Les protéines pharmaceutiques dérivées des plantes ne peuvent pas encore concurrencer directement les plateformes établies, mais elles commencent à pénétrer des marchés de niche qui permettent d'exploiter les propriétés bénéfiques des plantes, telles que la capacité de produire des « biomeilleurs » avec des glycanes adaptés, la capacité d'augmenter la production rapidement pour les interventions d'urgence et la capacité de produire des protéines recombinantes de base à l'échelle agricole.
Protéomique des membranes végétales
Les protéines membranaires végétales sont impliquées dans de nombreuses fonctions différentes selon leur localisation dans la cellule. Par exemple, le chloroplaste possède deux systèmes membranaires, les thylakoïdes et l'enveloppe, avec des protéines membranaires spécialisées pour la photosynthèse et les transporteurs de métabolites et d'ions, respectivement. Bien que des progrès récents dans la préparation des échantillons et les techniques analytiques aient été réalisés pour l'étude des protéines membranaires, la caractérisation de ces protéines, en particulier les protéines hydrophobes, reste un défi. La présente revue met en évidence les avancées récentes dans les méthodologies d'identification des protéines membranaires végétales à partir de structures subcellulaires purifiées. L'intérêt de combiner plusieurs procédés d'extraction complémentaires pour prendre en compte les spécificités des protéines membranaires est discuté à la lumière des données protéomiques récentes, notamment pour l'enveloppe chloroplastique, les membranes mitochondriales et la membrane plasmique d'Arabidopsis. Ces exemples illustrent également comment, d'une part, la protéomique peut alimenter la bioinformatique pour une meilleure définition des outils de prédiction et, d'autre part, bien que les outils de prédiction ne soient pas fiables à 100 %, ils peuvent donner des informations précieuses pour les investigations biologiques. En particulier, la protéomique membranaire apporte de nouvelles connaissances sur les systèmes membranaires des plantes, à la fois sur le compartiment membranaire où fonctionnent les protéines et sur leur fonction cellulaire putative. ils peuvent fournir des informations précieuses pour les investigations biologiques. En particulier, la protéomique membranaire apporte de nouvelles connaissances sur les systèmes membranaires des plantes, à la fois sur le compartiment membranaire où fonctionnent les protéines et sur leur fonction cellulaire putative. ils peuvent fournir des informations précieuses pour les investigations biologiques. En particulier, la protéomique membranaire apporte de nouvelles connaissances sur les systèmes membranaires des plantes, à la fois sur le compartiment membranaire où fonctionnent les protéines et sur leur fonction cellulaire putative.
La protéomique des membranes cellulaires végétales
Les protéines membranaires sont impliquées dans de nombreuses fonctions différentes selon leur localisation dans la cellule. La caractérisation du protéome membranaire peut apporter de nouvelles informations sur la fonction de différents systèmes membranaires végétaux et les compartiments subcellulaires où se trouvent les protéines. La protéomique des membranes végétales peut également fournir des informations précieuses sur les processus biologiques spécifiques aux plantes. Malgré les progrès récents dans la séparation et les techniques d'analyse des protéines membranaires végétales, la caractérisation de ces protéines, en particulier celles hydrophobes, reste un défi. Dans cette revue, les données de protéomique des membranes végétales, compilées à partir de la littérature sur Arabidopsis thaliana, sont décrites.
Protéome de la membrane plasmique chez Arabidopsis et riz
Les cellules végétales contiennent de nombreux systèmes membranaires spécialement adaptés pour remplir des fonctions particulières. Dans les cellules végétales, le traitement des signaux impliqués dans les réponses aux facteurs de stress biotiques et abiotiques se produit dans la membrane plasmique. Par conséquent, la caractérisation du protéome de la membrane plasmique peut fournir de nouvelles informations sur les fonctions de divers systèmes membranaires végétaux. La protéomique de la membrane plasmique des plantes peut également fournir des informations précieuses pour les études biologiques spécifiques aux plantes. Malgré les progrès récents des techniques de préparation et d'analyse des protéines membranaires plasmiques végétales, la caractérisation de ces protéines, en particulier celles hydrophobes, reste un défi. Dans cette revue, les données de protéomique de la membrane plasmique végétale compilées à partir de la littérature sur Arabidopsis thaliana sont présentées.