Naukowcy z University of Cambridge opracowali metodę zwiększenia zawartości pantotenianu (witaminy B5) w roślinach, która może mieć zastosowanie w jego przemysłowej produkcji. Pantotenian (witamina B5) jest prekursorem grupy 4'-fosfopantoteinowej koenzymu A, wchodzącego w skład białka przenoszącego grupy acylowe.
Rośliny i mikroorganizmy posiadają zdolność do syntezy pantotenianu de novo, ale u zwierząt stanowi on niezbędny element diety. Szlak syntezy pantotenianu jest dobrze wykształcony u bakterii, gdzie obejmuje 4 reakcje enzymatyczne katalizowane przez następujące enzymy: hydroksymetyltransferazę kwasu ketopantoenowego (KPHMT), dekarboksylazę-kwasu-alfa-L-asparaginianowego (ADC), syntetazę pantotenianu (PS) i reduktazę kwasu ketopantoenowego (KPR) - enzymy te są kodowane (odpowiednio) przez geny panB, panD, panC i panE. U szeregu gatunków roślin także zidentyfikowano i dobrze scharakteryzowano geny kodujące pierwszy (KPHMT) i ostatni (PS) enzym szlaku.
Pantotenian, który jest stosowany komercyjnie w suplementach witaminowych, dodatkach paszowych i kosmetykach otrzymuje się tradycyjnie na drodze syntezy chemicznej. Najkosztowniejszy etap produkcji stanowi rozdzielanie mieszanin racemicznych produktów pośrednich. Ze względu na stereospecyficzność enzymów, proces biotransformacji, umożliwiłby pominięcie tego etapu, przez co stanowi on atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnej metody produkcji.
W związku z powyższym, autorzy pracy zbadali dokładniej możliwość manipulacji poziomem biosyntezy pantotenianu u roślin. W tym celu stworzono transgeniczną linię rzepaku poprzez wprowadzenie genów, kodujących KPHMT i PS z E. coli pod silnym konstytutywnym promotorem CaMV35S. W przypadku linii transgenicznych roślin z genem PS nie zaobserwowano istotnych zmian w poziomie pantotenianu. Jednak w przeciwieństwie do nich, transgeniczne rośliny z genem KPHMT miały zwiększony poziom pantotenianu w liściach, płatkach kwiatów i nasionach o około 1.5 - 2.5 razy w porównaniu z roślinami dzikimi. Najwyższy poziom witaminy stwierdzono w nasionach, co wskazuje że mogą one być idealnym materiałem do celów produkcyjnych.
Oprac: Dariusz Ratman
Więcej: Chakauya E, Coxon KM, Wei M, Macdonald MV, Barsby T, Abell C, Smith AG.Towards engineering increased pantothenate (vitamin B(5)) levels in plants. Plant Molecular Biology 2008 Nov;68(4-5):493-503.
