karotenoidy zwi kszanie zawarto ci w ro linach n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Karotenoidy zwiększanie zawartości w roślinach PowerPoint Presentation
Download Presentation
Karotenoidy zwiększanie zawartości w roślinach

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 19

Karotenoidy zwiększanie zawartości w roślinach - PowerPoint PPT Presentation


  • 137 Views
  • Uploaded on

Karotenoidy zwiększanie zawartości w roślinach. Ewa Madera Janusz Mordarski. Karotenoidy. Podobne strukturalnie izoprenoidy o symetrycznym łańcuchu węglowym (zwykle C40) najbardziej widoczne w owocach, kwiatach i warzywach (żółte, pomarańczowe, czerwone) scharakteryzowano 600

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Karotenoidy zwiększanie zawartości w roślinach' - yakov


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
karotenoidy
Karotenoidy
  • Podobne strukturalnie izoprenoidy o symetrycznym łańcuchu węglowym (zwykle C40)
  • najbardziej widoczne w owocach, kwiatach i warzywach (żółte, pomarańczowe, czerwone)
  • scharakteryzowano 600
  • likopen i b-karoten to najbardziej podstawowe, z nich wywodzą się inne (cyklizacja, oksydacja, hydrogenacja, dehydrogenacja)
  • kluczowy dla właściwości fizykochemicznych jest układ sprzężonych wiązań podwójnych
podzia
Podział
  • Węglowodorowe (b-karoten, likopen)
  • utlenione - ksantofile (luteina, zeaksantyna)
  • apokarotenoidy - poniżej 40 atomów węgla
znaczenie u ro lin
Znaczenie u roślin
  • Część aparatu fotosyntetycznego
    • fotoprotekcja w warunkach silnego światła
    • funkcja antenowa przy słabym świetle
  • przywabianie zwierząt (kwiaty, owoce)
  • inne
u zwierz t
U Zwierząt
  • Nie potrafią syntetyzować de novo - muszą pobierać z pokarmem
  • b-karoten jest prowitaminą A
  • rola przeciwutleniająca -
  • kamuflaż u skorupiaków
  • charakterystyczne kolory upierzenia ptaków(zdjęcie)
slide7
Rozwój technik HPLC (szczególnie rozdział izomerów cis/trans) umożliwił dokładne badania ilościowe i jakościowe karotenoidów w owocach i warzywach
  • Wszystkie warzywa liściowe mają podobny skład jakościowy karotenoidów - różnice ilościowe
    • najwięcej zawierają: zielona pietruszka, rzeżucha i szpinak (niewielki udział w diecie)
  • w owocach, korzeniach i nasionach (chromoplasty, amyloplasty) występują większe różnice jakościowe
    • główne karotenoidy niektórych owoców nie występują w aparacie fotosyntetycznym (likopen w pomidorach, apokarotenoidy w owocach cytrusowych)
    • rozmieszczenie w owocach jest różne u różnych roślin (zwykle więcej w skórce niż w miąższu)
    • niedojrzałe (zielone) owoce mają skład karotenoidów jak w liściach, podczas dojrzewania zmienia się.
poznanie biosyntezy
Poznanie biosyntezy
  • Znane są kluczowe intermediaty
  • sklonowano większość enzymów, zsekwencjonowano cDNA (dostępne w internetowych bazach danych)
  • karotenogeneza zachodzi w plastydach, geny enzymów w jądrze
  • wczesne szlaki biosyntezy wspólne z innymi izoprenoidami (gibereliny, sterole, fitol, chinony terpenowe)
  • początkowy metabolit to difosforan izopentynylu (IPP)
  • jednym z ważniejszych metabolitów jest fitoen (bezbarwny), od niego wywodzą się wszystkie inne karotenoidy
regulacja biosyntezy
Regulacja biosyntezy
  • Karotenoidy są produkowane w plastydach ale najprawdopodobniej istnieje wymiana metabolitów plastydowych i cytoplazmatycznych, w tym difosforanów prenylowych
  • na koncentrację i skład liściowych ksantofilów wpływa intensywność światła, akumulacja specyficznych karotenoidów w chromoplastach owoców i kwiatów jest regulowana w trakcie rozwoju
  • reaktywne formy tlenu odgrywają rolę wtórnych przekaźników przy tworzeniu karotenoidów w czasie róznicowania chromoplastów
  • Prawdopodobnie brak kontroli ekspresji enzymów przy udziale światła (brak zmian ekspresji przy deetiolacji siewek pomidora)
  • W czasie dojrzewania kwiatów i owoców - kontrola na poziomie ekspresji
regulacja c d
Regulacja c.d.
  • udział etylenu - mutanty pomidora o zaburzonej produkcji etylenu mają bezbarwne owoce
  • występują modyfikacje potranskrypcyjne i potranslacyjne enzymów szlaku biosyntezy
  • synteza karotenoidów może być też kontrolowana przez produkty końcowe np. inhibicja cyklazy likopenu spowodowała zwiększoną ekspresję wcześniejszych enzymów szlaku
klonowanie i wyb r gen w
Klonowanie i wybór genów:
  • dla tkanek, które normalnie nie zawierają karotenoidów konieczny jest transfer jednocześnie kilku genów (np. złoty ryż)
  • w tkankach zawierających karotenoidy – jeden gen
  • przy wprowadzaniu genów bakteryjnych konieczna konstrukcja białka chimerycznego (najczęściej z małą podjednostka Rubisco)
wyb r promotora
Wybór promotora
  • Ważna część strategii (kontrola dynamiki, poziomu i specyficzności tkankowej ekspresji)
  • z powodzeniem stosuje się promotory nie związane z syntezą karotenoidów
  • promotory konstytutywne (np. CaMV, 35S)
  • promotory tkankowo specyficzne (napina, glutelina) pozwalają uniknąć zaburzeń w metabolizmie innych izoprenoidów
po co zwi ksza poziom karotenoid w w ro linach uprawnych
Po co zwiększać poziom karotenoidów w roślinach uprawnych?
  • Główna przyczyna - ma związek z ich funkcjami w ludzkim organizmie.
    • aktywność prowitaminy A - ograniczona do b-karotenu i innych z b-końcowymi grupami, np. b-kryptoksantyna albo zeaksantyna
    • ludzie z obniżonym poziomem karotenoidów są bardziej podatni na choroby zwyrodnieniowe
    • karotenoidy, a szczególnie likopen, wpływają na złagodzenie przebiegu przewlekłych chorób jak CHD (choroba wieńcowa), a także pewnych odmian raka
    • przypuszcza się że ich zdolności antyoksydacyjne odpowiadają za ich pozytywne działanie ale czy to jest ich rola in vivo pozostaje niewyjaśnione
slide16
dieta bogata w pomidory przynosi lepsze rezultaty niż podawanie likopenu samodzielnie
  • odwrotnie proporcjonalna zależność między wielkością spożycia karotenoidów a ryzykiem wystąpienia chorób oka
    • wyższy poziom karotenoidów/antyoksydantów zmniejsza ryzyko zachorowania na kataraktę lub zwyrodnienie plamki żóltej
    • wzrost spozycia luteiny i zeaksantyny zmniejsza szanse wystąpienia katarakty, inne karotenoidy nie mają tej właściwości
    • ich zawartość może być modyfikowana poprzez zmiany w diecie. W ten sposób zwiększając ich spożycie można wpłynąć na redukcję ilości światła niebieskiego docierającego do tkanek wrażliwych na AMD (age-related macular degeneration) o 30-40%
plany na przysz o
Plany na przyszłość
  • skuteczna transformacja roślin uprawnych o kluczowym znaczeniu
  • produkcja żywności o podwyższonym poziomie karotenoidów: walka z niedoborem witaminy A, zwiększone spożycie likopenu z pomidorów, dostarczanie ketokarotenoidów w karmach dla zwierząt
plany na przysz o c d
Plany na przyszłość c.d.
  • zwiększenie poziomu zeaksantyny i luteiny w żywności (walka z AMD)
  • postępy w technologii transformacji i klonowania istotnych genów oraz wzrastająca świadomość korzyści jakie przynoszą karotenoidy w pożywieniu przyspieszają rozwój tej dziedziny biotechnologii roślin
  • znaczny wzrost ilości transgenicznych roślin uprawnych produkujących zwiększone ilości karotenoidów
slide19
„Genetic engeenering for enhancing levels of carotenoids”

Peter M. Bramley

School of Biological Sciences, Royal Holloway, University of London