La via biosintetica dell’acido ascorbico, dopo la sua prima descrizione da parte di Wheeler e collaboratori nel 1998, rimane ancora non completamente caratterizzata. In particolare, non sono ancora noti enzimi capaci di modulare la produzione, l’accumulo e la distribuzione di tale molecola nella pianta con ampiezza tale da suggerirne la manipolazione per l’ottenimento di genotipi interessanti dal punto di vista del contenuto in questa importante vitamina. Inoltre, recentemente l’opinione pubblica e la politica comunitaria e regionale hanno concentrato l’interesse sugli aspetti qualitativi delle produzioni alimentari in senso lato. D’altra parte, molti organismi sanitari internazionali consigliano un aumento della dose giornaliera assunta di vitamina C attraverso la dieta. Infatti, recentemente è stato enfatizzato l’aumento del potere antiossidante della dieta come fattore di prevenzione di molte patologie. Il lavoro di ricerca condotto presso il Dipartimento di Scienze del Suolo della Pianta e dell’Ambiente è stato volto allo studio della via biosintetica dell’acido ascorbico in pianta con approcci biotecnologici. In particolare, sono stati clonati molti dei geni codificanti per enzimi putativamente coinvolti nella suddetta via biosintetica da Arabidopsis thaliana cv. Columbia usando tra l’altro le informazioni disponibili in banche dati genomiche e proteomiche (EMBL, SWALL, SWISS-PROT, ecc.). Ancora, è stato saggiato l’impatto metabolico della over-espressione costitutiva di quei geni in protoplasti isolati da Nicotina tabacum cv. Xanthy attraverso espressione transiente. Le sequenze codificanti una Nucleotide pirofosfatasi, una Deidroascorbato Redattasi ed una Monodeidroascorbato Redattasi sono state clonate in cassette di espressione costitutiva per pianta e sub-clonate nel vettore binario pBIN19. Quindi, i costrutti ottenuti sono stati impiegati per la trasformazione di cellule mutanti BY-2 mediante Agrobatterio, Agroinfiltrazione di Nicotina bentamiana e trasformazione Agrobatterio-mediata di S. tuberosum allo scopo di over-esprimere quei geni in sistemi biologici alternativi ed osservarne il fenotipo. In particolare, cloni transgenici BY-2 con aumentata espressione del gene della Nucleotide Pirofosfatasi hanno mostrato un incremento dell’attività enzimatica corrispondente di circa tre volte ed un contenuto in acido ascorbico circa doppio. Tali genotipi sono stati impiegati, quindi, per studiare l’impatto della over-espressione di quei geni sul flusso della via biosintetica dell’acido ascorbico mediante l’uso di substrati marcati con 14C. Inoltre, poiché in genotipi mutanti di Chlorella pyrenoidosa è stata individuata una forte correlazione tra l’attività enzimatica Nucleotide Pirofosfatasi ed il contenuto in acido ascorbico lo Scottish Crop Research Institute ha rivendicato i diritti di proprietà intellettuale sull’uso delle sequenze con richiesta di un brevetto britannico (Provisional application filed on 28 August 2002, number 219931.3)
Strategie molecolari per l’isolamento, la caratterizzazione e l’utilizzazione di geni implicati nella via biosintetica dell’acido L-ascorbico in pianta / Frusciante, Luigi. - (2004).
Strategie molecolari per l’isolamento, la caratterizzazione e l’utilizzazione di geni implicati nella via biosintetica dell’acido L-ascorbico in pianta
FRUSCIANTE, LUIGI
2004
Abstract
La via biosintetica dell’acido ascorbico, dopo la sua prima descrizione da parte di Wheeler e collaboratori nel 1998, rimane ancora non completamente caratterizzata. In particolare, non sono ancora noti enzimi capaci di modulare la produzione, l’accumulo e la distribuzione di tale molecola nella pianta con ampiezza tale da suggerirne la manipolazione per l’ottenimento di genotipi interessanti dal punto di vista del contenuto in questa importante vitamina. Inoltre, recentemente l’opinione pubblica e la politica comunitaria e regionale hanno concentrato l’interesse sugli aspetti qualitativi delle produzioni alimentari in senso lato. D’altra parte, molti organismi sanitari internazionali consigliano un aumento della dose giornaliera assunta di vitamina C attraverso la dieta. Infatti, recentemente è stato enfatizzato l’aumento del potere antiossidante della dieta come fattore di prevenzione di molte patologie. Il lavoro di ricerca condotto presso il Dipartimento di Scienze del Suolo della Pianta e dell’Ambiente è stato volto allo studio della via biosintetica dell’acido ascorbico in pianta con approcci biotecnologici. In particolare, sono stati clonati molti dei geni codificanti per enzimi putativamente coinvolti nella suddetta via biosintetica da Arabidopsis thaliana cv. Columbia usando tra l’altro le informazioni disponibili in banche dati genomiche e proteomiche (EMBL, SWALL, SWISS-PROT, ecc.). Ancora, è stato saggiato l’impatto metabolico della over-espressione costitutiva di quei geni in protoplasti isolati da Nicotina tabacum cv. Xanthy attraverso espressione transiente. Le sequenze codificanti una Nucleotide pirofosfatasi, una Deidroascorbato Redattasi ed una Monodeidroascorbato Redattasi sono state clonate in cassette di espressione costitutiva per pianta e sub-clonate nel vettore binario pBIN19. Quindi, i costrutti ottenuti sono stati impiegati per la trasformazione di cellule mutanti BY-2 mediante Agrobatterio, Agroinfiltrazione di Nicotina bentamiana e trasformazione Agrobatterio-mediata di S. tuberosum allo scopo di over-esprimere quei geni in sistemi biologici alternativi ed osservarne il fenotipo. In particolare, cloni transgenici BY-2 con aumentata espressione del gene della Nucleotide Pirofosfatasi hanno mostrato un incremento dell’attività enzimatica corrispondente di circa tre volte ed un contenuto in acido ascorbico circa doppio. Tali genotipi sono stati impiegati, quindi, per studiare l’impatto della over-espressione di quei geni sul flusso della via biosintetica dell’acido ascorbico mediante l’uso di substrati marcati con 14C. Inoltre, poiché in genotipi mutanti di Chlorella pyrenoidosa è stata individuata una forte correlazione tra l’attività enzimatica Nucleotide Pirofosfatasi ed il contenuto in acido ascorbico lo Scottish Crop Research Institute ha rivendicato i diritti di proprietà intellettuale sull’uso delle sequenze con richiesta di un brevetto britannico (Provisional application filed on 28 August 2002, number 219931.3)I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
