Syntéza polynenasýtených mastných kyselín s dlhým reťazcom rekombinantnými bunkami

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predkladaný vynález sa týka spôsobov syntézy polynenasýtených mastných kyselín s dlhým reťazcom V rekombinantných rastlinných bunkách, najmä kyseliny eikozapentaénovej, kyseliny dokozapentaénovej a kyselinydokozahexaénovej. Predstavené sú tiež rekombinantné rastlinné bunky alebo rastliny, ktoré produkujú polynenasýtené mastné kyseliny s dlhým reťazcom. Ďalej sa predkladaný vynález týka skupiny nových enzýmov, ktoré vykazujú desaturázovú alebo elongázovú aktivitu, ktorú je možné využiť v spôsoboch syntézypolynenasýtených mastných kyselín s dlhým reťazcom.0002 Omega-3 polynenasýtené mastné kyseliny s dlhým reťazcom(LC-PUFA) sú v súčasnej dobe vo všeobecnosti uznávané ako dôležité zlúčeniny pre zdravie ľudí a zvierat. Tieto mastné kyseliny je možné získať 2 potravinových zdrojov alebo konverziou linolovej (LA, omega-6) alebo d-linolénovej (ALA,omega-3) mastnej kyseliny, kedy obidve sú považované za esenciálne mastné kyseliny pre výživu človeka. Hoci ľudia a mnoho dalších stavovcov sú schopní konvertovať LA alebo ALA získané z rastlinných zdrojov na LC-PUFA, prebieha táto konverzia veľmi pomaly. Navyše väčšina modernej spoločnosti trpí nevyváženou stravou, V ktorej aspoň 90 polynenasýtených mastných kyselín (PUFA) tvoria omega-6 mastné kyseliny, a to namiesto pomeru omega-6 ku omega-3 mastným kyselinám rovnému 41 alebo menej, čo je považované za ideálne (Trautwein,2001). Bezprostredný potravinový zdroj LC-PUFA pre človeka, ako napríklad kyselina eikozapentaénová (EPA, 205) a kyselinarybieho tuku. Odborníci V zdravotníctve preto teda odporúčajú pravidelné začlenenie rýb obsahujúcich významné hladiny LCPUFA do ľudskej stravy. V stále vyššej miere sú LC-PUFA oleje získané z rýb začleňované do potravinových výrobkov a do detskej stravy. Avšak z dôvodu poklesu rybárstva na globálnej a národnej úrovni sú potrebné alternatívne zdroje týchto výhodných a zdraviu prospešných olejov.0003 Začlenenie omega-3 LC-PUFA, ako napríklad EPA a DHA, do ľudskej stravy je spájané s celým radom zdraviu prospešných výhod. Patrí medzi nich prevencia vzniku alebo obmedzenie ischemickej choroby srdca, vysokého tlaku, cukrovky druhého typu, ochorenia obličiek, reumatickej artritídy, ulceróznej kolitídy a chronickej obštrukčnej choroby pľúc a pomáhajú pri vývoji a raste mozgu (Simopoulos, 2000). Nedávno niekoľko štúdií preukázalo, že omega-3 PUFA môžu byť výhodné pre stravu a Vývoj dojčiat a pri predchádzaniu vzniku rôznych duševných porúch, ako napríklad schizofrénie, hyperaktivity a Alzheimerovej choroby.0004 Vyššie rastliny nemajú na rozdiel od zvierat schopnosť syntetizovať polynenasýtené mastné kyseliny s reťazcami dlhšími než 18 uhlíkov. Najmä plodinové a záhradnícke rastliny spoločne s inými krytosemennými rastlinami nemajú enzýmy potrebné na syntézu omega-3 mastných kyselín s dlhšim reťazcom, ako napríklad EPA, DPA a DHA, ktoré sú odvodené z ALA. Dôležitým cieľom V rastlinnej biotechnológii je tak vytvorenie plodinových rastlín, najmä plodín s olejnatými semenami, ktoré produkujú podstatné množstvo LC-PUFA, apredstavujú tak alternatívny zdroj týchto zlúčenin.0005 Biosyntéza LC-PUFA z linolovej a d-linolénovej mastných kyselín V organizmoch, ako napríklad mikroriasach, machoch a hubách Inôže nastať radou striedavých. a na kyslíku závislýchschematicky na obrázku 1. V jednej dráhe (obrázok 1, II) sú desaturačné reakcie katalyzované A 6, A 5 a A 4 desaturázami,kedy každá z nich pridáva do uhlikového reťazca mastnej kyseliny ďalšiu dvojitú väzbu, zatiaľ čo každá A 6 a A 5 elongázová reakcia pridáva jednotku s dvomi uhlíkmi za účelom predĺženia reťazca. Konverzia ALA na DHA V týchto organizmoch tak vyžaduje tri desaturácie a dve elongácie. Gény kódujúce enzýmy potrebné na produkciu DHA touto aeróbnou dráhou boli klonované z rôznych mikroorganizmov a nižších rastlín, vrátane mikrorias, machov, húb. Gény kódujúce niektoré z enzýmov,vrátane toho, ktorý katalyzuje piaty krok, teda A 5 elongázu,boli izolované zo stavovcov vrátane cicavcov (zhrnuté v Sayanova a Napier, 2004). Avšak, A 5 elongáza izolovaná z ľudských buniek nie je pre reakciu premeny EPA na DPA špecifická a má širokú Špecificitu pre substráty mastných kyselín (Leonard a kol., 2002).0006 V niektorých skupinách organizmov sa preukázala existencia alternatívnych dráh u dvoch častí dráhy premeny ALA na DHA. Konverzia ALA na ETA môže byť u určitých protistov a traustochytridov uskutočnená kombináciou A 9 elongázy a A 8 desaturázy (takzvanou A 8 desaturačnou dráhou, pozri obrázok 1,IV), ako to preukazujú izolované gény kódujúce tieto enzýmy(Wallis a Browse, 1999 Qi a kol., 2002). U cicavcov takzvaná Sprecherova dráha konvertuje DPA na DHA tromi reakciami,ktoré sú nezávislé od A 4 desaturázy (Sprecher a kol., 1995). 0007 Okrem týchto desaturázových/elongázových systémov je možné syntetizovať EPA a DHA anaeróbnou dráhou v rade organizmov, ako napríklad Shewanella, Mbrtiella a Schizhochytrium (Abbadi a kol., 2001). Operóny kódujúce tieto polyketidsyntázové enzýmové komplexy (PKS) boli klonované z niektorých baktérií (Morita a kol., 2000 Merz a kol., 2001 Tanaka a kol., 1999 Yazawa, 1996 Yu a kol., 2000 W 0 O 0/42195). Operón PKS pre EPA izolovaný z Shewanella spp bolexprimovaný V Synechococcus, čo mu umožnilo syntetizovať EPA(Takeyama a kol., 1997). Gény kódujúce tieto enzýmy sú usporiadané V relatívne veľkých. operónoch a doposiaľ nebola opísaná ich expresia V transgénnych rastlinách. Zostáva teda na preskúmanie, či anaeróbny systém podobný PKS je pre transgénnu syntézu LC-PUFA možnou alternatívou ku klasickejšej0008 Desaturázové enzýmy, u ktorých bolo ukázané, že sa zúčastňujú biosyntézy LC-PUFA, všetky patria do skupiny takzvaných čelných (front-end) desaturáz zavádzajúce dvojitú väzbu medzi už existujúcu dvojitú väzbu a karboxylový koniec polynenasýtenej mastnej kyseliny, ktoré sa vyznačujú prítomnosťou domény cytochrómu bs na N-konci každého proteínu. Doména cyt b 5 pravdepodobne pôsobí ako receptor elektrónov potrebných na desaturáciu (Napier a kol., 1999 Sperling a Heinz, 2001).0009 Enzým A 5 desaturáza katalyzuje ďalšiu desaturáciu C 20 LC-PUFA zvedúcej k vzniku kyseliny arachidónovej (ARA, 204 w 6) a EPA (205 m 3). Gény kódujúce tento enzým boli izolované radu organizmov, vrátane rias (Thraustochytrium sp. Qiu a kol.,2001), húb UV. alpine, Pythium irregulare, Michaelson a kol.,1998 Hong a kol., 2002), Caenorhabditis elegans a cicavcov. Gén kódujúci bifunkčnú A 5-/A 6 desaturázu bol tiež identifikovaný u dánia pruhovaného (Hasting a kol., 2001). Gén kódujúci tento enzým by mohol predstavovať ancestrálnu formu čelnej desaturázy, ktorá sa neskôr duplikovala a vyvinula sa do odlišných funkcií. Posledný krok desaturácie na produkciu DHA je katalyzovaný A 4 desaturázou a gén kódujúci tento enzým bol izolovaný z druhu sladkovodných protistov Euglena gracilis a morských druhov Thraustochytrium sp. (Qiu a kol., 2001 Meyer a kol., 2003).

MPK / Značky

MPK: C11B 1/00, C12N 15/82, C12N 15/53, A01H 5/10

Značky: mastných, dlhým, kyselin, syntéza, buňkami, rekombinantnými, polynenasýtených, reťazcom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/255-e18593-synteza-polynenasytenych-mastnych-kyselin-s-dlhym-retazcom-rekombinantnymi-bunkami.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Syntéza polynenasýtených mastných kyselín s dlhým reťazcom rekombinantnými bunkami</a>

Podobne patenty