The production of VLCPUFAs in plants

Very long-chain polyunsaturated fatty acids (VLCPUFAs) wie Eicosapentaensäure (EPA) oder Docosahexaensäure (DHA) sind gesundheitsfördernde Bestandteile der menschlichen Ernährung. Wegen Überfischung und Verschmutzung der Meere ist Seefisch als die Hauptquelle dieser wichtigen Fettsäuren jedoch immer weniger verfügbar. Eine vielversprechende Lösung zu diesem Versorgungsengpass ist die Produktion von VLCPUFAs in transgenen Ölsaaten. Obwohl dieses Ziel bereits teilweise erreicht werden konnte, bestehen noch immer Herausforderungen. Diese betreffen sowohl die spezifische Akkumulation von VLCPUFAs in der Neutrallipidfraktion von Samen als auch die absoluten Produkterträge, besonders im Fall von DHA. Diese Aspekte der heterologen VLCPUFA-Produktion könnten durch den Transfer von spezifischen Acyltransferasen und besonders aktiven Desaturasen aus entsprechenden VLCPUFA-produzierenden Organismen in den Samenlipidmetabolismus verbessert werden. Daher wurden die Nukleotidsequenzen aus zwei Ostreococcus-Spezies, die möglicherweise für Acyltransferasen beziehungsweise eine Δ4-Desaturase kodieren, durch Expression in Hefe charakterisiert. In diesen Studien zeigte keine der analysierten putativen Acyltransferasen eine Spezifität für VLCPUFAs. Im Gegensatz dazu bevorzugte die front-end-Desaturase Old4p aus Ostreococcus lucimarinus VLCPUFAs gegenüber kürzerkettigen Fettsäuren und desaturierte sowohl (n-3)- als auch (n-6)-Substrate, die an Lipiden gebunden vorlagen. Zusätzlich zu den Hefeexperimenten wurden die Acyltransferasen auch getrennt und in Kombination mit VLCPUFA-produzierenden Enzymen in Arabidopsis thaliana eingeführt. Die Expression einer putativen Acyl-Coenzym A:lyso-Phosphatidylcholin-Acyltransferase (LPCAT)-Sequenz aus O. lucimarinus produzierte die stärksten Effekte, die Mengen von mehrfach ungesättigten Fettsäuren waren auf Kosten von einfach ungesättigten Fettsäuren in den Samenlipiden erhöht. Die Kombination von Acyltransferasen mit VLCPUFA-produzierenden Enzymen führte jedoch nicht zu höheren Produkterträgen in transgenen Samen. Neben den Expressionsstudien, die mit den Acyltransferase-Sequenzen aus Mikroalgen durchgeführt wurden, wurden auch die endogenen Acyltransferase-Aktivitäten der zwei verschiedenen Wirtspflanzen A. thaliana und Camelina sativa untersucht, indem beide Spezies für die VLCPUFA-Produktion verwendet und die Produkterträge verglichen wurden.

Author dc:creator

• Ahmann, Katharina

Contributors dc:contributor

• Feußner, Ivo Prof. Dr.
• Thumm, Michael Prof. Dr.
• Urlaub, Henning Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• Acyltransferase
• Desaturase
• Gentechnologie
• Mikroalgen
• <i>Ostreococcus lucimarinus</i>
• <i>Ostreococcus tauri</i>
• very long-chain polyunsaturated fatty acids
• genetic engineering
• microalgae
• 42.13
• WF 400: Gentechnologie

Licence

• https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-439
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2882-3
webdoc-2882
661156915

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ADF5-6