Ryba produkuje, drożdże odtwarzają

[KopalniaWiedzy.pl 352]

Ekipa z Uniwersytetu Stanowego Oregonu odkryła, że danio pręgowany (Danio rerio) wytwarza chroniący przed ultrafioletem gadusol. Amerykanom udało się go uzyskać dzięki ekspresji odpowiednich genów u drożdży. Naukowcy podkreślają, że to otwiera drogę do produkcji gadusolu na skalę przemysłową do wykorzystania w filtrach słonecznych i w suplementach (w tych ostatnich w roli przeciwutleniacza).

Fakt, że związek jest wytwarzany przez ryby oraz inne zwierzęta, w tym ptaki, sprawia, że jego zastosowanie w formie tabletek wydaje się bezpieczną perspektywą - uważa prof. Taifo Mahmud. Potrzeba jednak dalszych badań, by ustalić, czy i ewentualnie jak gadusol jest wchłaniany, rozprowadzany i metabolizowany.

Małocząsteczkowe mikosporyny oraz ich pochodne MAA (od ang. mycosporine-like amino acids) pełnią u bakterii, grzybów, glonów i morskich bezkręgowców wiele różnych funkcji, w tym filtra słonecznego, przeciwutleniacza czy wewnątrzkomórkowego magazynu azotu. Na początku enzym DDGS przekształca sedoheptulozo-7-fosforan (SH7P) w demetylo-4-deoksygadusol, który zostaje przez metylotransferazę przekształcony w 4-deoksygadusol, budulec MAA.

4-deoksygadusol jest też prekursorem gadusolu, związku wyizolowanego z ikry dorsza atlantyckiego (Gadus morhua). Później znaleziono go w ikrze innych ryb, w tym morszczuka argentyńskiego (Merluccius hubbsi), oczach ustonogich, jajach jeżowców, gąbkach, a także w cystach i młodych larwach przedstawicieli rodzaju Artemia.

Geny odpowiedzialne za produkcję 4-deoksygadusolu i MAA występują powszechnie u bakterii, np. sinic, glonów i innych morskich mikroorganizmów. Akumulację tych substancji u zwierząt morskich wyjaśniano dietą lub symbiozą. Z drugiej jednak strony klastry genów, które przypominają te sinic i wydają się kodować 4-stopniowe przekształcanie SH7P do MAA, znaleziono w genomach koralowca Acropora digitifera i ukwiału Nematostella vectensis, co sugeruje, że morskie bezkręgowce mogą samodzielnie uzyskiwać MAA.

DDGS należy do superrodziny enzymów - cyklaz fosforanów cukrów (SPC). Należą do niej również syntazy EEVS, które pozwalają uzyskać stosowaną w lekach diabetologicznych akarbozę czy antybiotyk/fungicyd walidamycynę. Co ważne, dotąd identyfikowano je i charakteryzowano wyłącznie u bakterii, lecz ku swojemu zaskoczeniu ostatnio zespół Mahmuda odkrył geny kodujące podobne do EEVS białka u ryb, płazów, gadów i ptaków. Tworzą one klastry z innym genem - MT-Ox i są otoczone przez geny czynników transkrypcyjnych FRMD4B, MitF, MDFIC i FoxP1. Mimo że człowiek i pozostałe ssaki dysponują homologami FRMD4B, MitF, MDFIC i FoxP1, nie mają już genów białek EEVS-podobnych i MT-Ox.

By zbadać funkcję genów EEVS-podobnych u kręgowców, Amerykanie doprowadzili do ekspresji genu danio pręgowanego u pałeczek okrężnicy (Escherichia coli). Inkubacja rekombinowanego białka z SH7P dała związek, zidentyfikowany za pomocą cienkowarstwowej chromatografii cieczowej jako EEVS. Drugi gen, MT-Ox, koduje inne białko, którego produkcja może być uruchamiana przez światło. Wskazuje na to fakt, że jego ekspresja u larw wzrasta pod wpływem światła. Gdy rekombinowane Mt-Ox inkubowano z EEV w obecności S-adenozylometioniny i NAD⁺, uzyskano właśnie gadusol. By wykazać, że rekombinowane geny wystarczą do produkcji gadusolu, przeniesiono je do szczepu drożdży Saccharomyces cerevisiae.

W przyszłości może się uda wykorzystać drożdże do wytwarzania dużych ilości tego naturalnego związku. Trafiałby on do tabletek zapewniających ochronę przed UV czy balsamów, [...] sprzedawanych później w lokalnym supermarkecie lub aptece.

« powrót do artykułu