As plantas requerem quantidades específicas de aminoácidos ao longo de cada ciclo

Os aminoácidos são substâncias orgânicas usadas para a síntese de proteínas e também são fontes de nutrientes, ativadores do metabolismo das plantas e fornecedores de esqueletos de carbono para inúmeras vias metabólicas, incluindo o metabolismo secundário e hormonal. Os aminoácidos também são usados como substratos respiratórios sob deficiência de carbono (queda da fotossíntese), contribuindo para a produção de energia para as plantas na forma de Adenosina Trifosfato (ATP).

Os aminoácidos estão diretamente envolvidos em diferentes processos celulares e seus níveis endógenos são regulados por vias complexas de síntese e catabolismo, influenciados também pela síntese e degradação das proteínas. Embora as plantas sejam capazes de sintetizar os aminoácidos para atender as mais diversas funções fisiológicas, a suplementação exógena em áreas agrícolas é considerada uma estratégia inteligente para estimular o incremento da produtividade, bem como fonte de alívio à estresse hídrico, salino, térmico ou a altas intensidades luminosas uma vez que a energia previamente direcionada para a manutenção do ‘turnover’ dessas moléculas orgânicas podem ser agora utilizadas para manutenção celular e crescimento.

Vale ressaltar que os aminoácidos são substâncias orgânicas capazes de quelatizar cátions, aumentar a absorção e o transporte de diferentes nutrientes em todas as partes das plantas. Isto ocorre baseado na velocidade de penetração via cutícula, o que favorece a penetração desses nutrientes, uma vez que a carga iônica do metal está neutralizada, suprindo a planta desses nutrientes eficientemente.

Assim como na absorção de macro e micronutrientes, os aminoácidos podem ser absorvidos pelo sistema radicular e pelas folhas, caules e ramos. No sistema radicular, a absorção para o interior das células acontece via transportadores específicos e que estão associados ao gasto de energia para o carregamento para o interior das células. Já a penetração dessas moléculas via folhas, caules e ramos ocorre após serem rompidas as duas barreiras na lâmina foliar, como a cutícula e posteriormente via membrana. Desse modo, cerca de 25% dos aminoácidos aplicados às plantas, após um dia, já estão incorporados ao metabolismo vegetal como se fossem sintetizados pela planta e já contribuem para o processo de crescimento e desenvolvimento.

Os aminoácidos como aliviadores do estresse são explicados pelo fato de grupos específicos de aminoácidos serem usados diretamente na mitocôndria durante o processo respiratório. Aminoácidos como os de cadeia ramificadas (Leucina, Isoleucina e Valina), assim como os aromáticos (Tirosina, Triptofano e Fenilalanina), lisina e os sulfurosos como cistina e metionina são complemente oxidados, liberando elétrons diretamente na cadeia transportadora de elétrons, contribuindo para a síntese de energia na forma de ATP - molécula de adenosina trifosfato e fontes de nutrientes, como o enxofre são comumente acionados quando estresses induzem uma limitação fotossintética e reduções nos níveis de carboidratos, fonte energética, afetando diretamente o crescimento e acúmulo de biomassa na forma de folhas ou órgãos reprodutivos como os grãos, frutos, raízes etc.

Estudos têm mostrado que a aplicação exógena de aminoácidos aumenta a tolerância das plantas a diversos estresses abióticos (hídrico, térmico, luz e outros) e, no seu conjunto de funções, os aminoácidos garantem a excelência nos processos fisiológicos. Estas aplicações também modulam os níveis hormonais celulares, uma vez que o triptofano e metionina são precursores dos hormônios auxina e etileno, respectivamente. Deste modo, a absorção desses hormônios irá induzir a formação de raízes e melhorar o estabelecimento das plantas. Adicionalmente, a auxina aumenta a manutenção do meristema apical caulinar, gerando novas estruturas vegetativas e reprodutivas. A aplicação de aminoácidos aumenta a entrada de carbono no sistema das plantas, acelerando a recuperação dos efeitos deletérios provocados pelo uso de herbicidas (glifosato) por viabilizar a conversão de fotoassimilados e estruturas funcionais.

Já a classe dos aminoácidos aromáticos confere proteção contra ataques de pragas e patógenos, uma vez também fazem parte da via de síntese de diversos compostos presentes no metabolismo secundário, como grupos fenólicos (ácido cinâmico, ácido cafeico, flavonas e ácidas cumárico) e que são utilizados muitas das vezes como compostos de defesa das plantas. Além disso, são importantes em respostas físicas pós-formados como a participação de síntese das ligninas nos vegetais.