Fabryki bakteryjne do wytwarzania bioaktywnych molekuł
PUFA spożywa się jako nutraceutyki z racji rozlicznych korzyści dla zdrowia, w tym działania przeciwzapalnego i immunoregulatorowego. Wykazano, że zwiększone spożycie PUFA omega-3 o długim łańcuchu pomaga zapobiegać chorobom układu krążenia. Obecnie główne źródło PUFA stanowią ryby, algi i produkty zawierające oleje rybne. Jednakże globalne ocieplenie, przeławianie i zanieczyszczenie środowiska przyczyniają się do zmniejszenia dostępności tych molekuł. Aby rozwiązać ten problem, zainicjowano projekt MISELIAS (Mechanistic Investigation of Microbial Secondary Lipid Assembly). Badacze analizowali wtórną biosyntezę de novo katalizowaną przez syntazy wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (syntazy Pfa), aby lepiej poznać działanie tej klasy enzymów. Dzięki tej wiedzy naukowcy będą mogli przeprogramować komórki drobnoustrojów, aby stały się fabrykami do produkcji wtórnych metabolitów lipidów, użytecznych dla branży farmaceutycznej i przemysłu. Wybrano przypuszczalną syntazę Pfa z rozkładającej alkany bakterii Rhodococcus erythropolis PR4 jako model do badania enzymów, a do wychwytu i stworzenia charakterystyki wykorzystano sondę chemiczną. Z powodzeniem sklonowano po raz pierwszy gen potencjalnej syntazy Pfa i potencjalnej tioesterazy/dehydratazy/izomerazy z Rhodococcus erythropolis, uzyskano ekspresję tych enzymów i oczyszczono je do badań in vitro. Dzięki optymalizacji protokołów ekspresji i oczyszczania białek można było zapobiegać ich degradacji i uzyskiwać doskonale oczyszczone enzymy z zadowalającą wydajnością. Umożliwiło to pierwsze próby odtworzenia in vitro biosyntezy PUFA. Ponadto opracowano innowacyjne sondy chemiczne o zwiększonej wydajności do pośredniego wychwytu syntaz poliketydowych (PKS)/Pfa. Wyniki projektu MISELIAS dają podstawy do przyszłych prac nad odtworzeniem biosyntezy PUFA in vitro i dokładnym poznaniem jej mechanizmów. Przełoży się to na zrównoważone wytwarzanie PUFA i podobnych strukturalnie molekuł bioaktywnych na lądzie.
Słowa kluczowe
Metabolity wtórne lipidów, wielonienasycone kwasy tłuszczowe, MISELIAS, syntazy wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, Rhodococcus erythropolis PR4, syntazy poliketydowe
