Sesquiterpene synthases in Artemisia annua: Cloning, Expression, and Characterisation of the Recombinant Enzymes
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Extrakt från växten Artemisia annua har dokumenterats för sina anti-malaria egenskaper. Substansen är en mycket effektiv medicin mot malaria och hjälper även mot de former där multi-resistens utvecklats.1979 presenterades strukturen på den aktiva substansen. Den benämns artemisinin och är uppbygd av femton kol innehållandes en peroxid-brygga (två syre kopplade till varandra), vilken har visat sig vara central för molekylens aktivitet mot malaria. Artemisinin tas upp av parasiten som orsakar malaria. Inne i parasitens matsmältnings organ bryts bryggan och oxidativa radikaler dödar parasiten innefrån. Artemisinin är mycket svår att kemiskt syntetisera och det artemisinin som finns på marknaden idag utvinns ifrån växten A. annua. Mängden artemisinin man får ut från växten är mycket låg vilket således ger ett mycket högt pris.
Genom att studera och lära oss om växtens biosyntes av artemisinin hoppas vi att kunna hitta och öppna de flaskhalsar som hindrar växten att tillverka mer artemisinin. A. annua tillverkar flera olika substanser från samma utgångs material (substrat) som används till artemisinin. Genom att öka andelen av det materialet som går till artemisinin, bör ett större utbyte av detta ämne erhållas ur växten. Med genteknik kan man öka hastigheten av långsamma steg i växtens biosyntes. Man kan också ”stänga av” vissa gener som använder ett visst substrat till en oönskad produkt. Den typ av enzymer som utför det första steget av artemisinin syntesen är även intressanta i sig. De kallas för seskviterpen syntaser. Ur ett och samma substrat kan över 300 olika strukturer bildas. Hur dessa enzymer kan styra en reaktion till en specifik produkt är fortfarande oklart. Genom att klona seskviterpen syntaser kan man producera stora mängder av detta enzym i exempelvis bakterier. Detta gör det möjlig att studera och ta fram data om hur seskviterpen syntaser fungerar.
Denna avhandling diskuterar terpen biosyntesen i allmänhet och särskilt i A. annua. Vidare, beskriver den kloning och enzym produktion i bakterier av två gener som använder det substrat som kan bli till artemisinin. Den ena genen gör ett enzym som troligen utför det första steget i växtens biosyntesen av artemisinin. Ett modell system som skulle kunna styra substrat flödet mot artemisinin behandlas också.
Extrakt från växten Artemisia annua har dokumenterats för sina anti-malaria egenskaper. Substansen är en mycket effektiv medicin mot malaria och hjälper även mot de former där multi-resistens utvecklats.1979 presenterades strukturen på den aktiva substansen. Den benämns artemisinin och är uppbygd av femton kol innehållandes en peroxid-brygga (två syre kopplade till varandra), vilken har visat sig vara central för molekylens aktivitet mot malaria. Artemisinin tas upp av parasiten som orsakar malaria. Inne i parasitens matsmältnings organ bryts bryggan och oxidativa radikaler dödar parasiten innefrån. Artemisinin är mycket svår att kemiskt syntetisera och det artemisinin som finns på marknaden idag utvinns ifrån växten A. annua. Mängden artemisinin man får ut från växten är mycket låg vilket således ger ett mycket högt pris.
Genom att studera och lära oss om växtens biosyntes av artemisinin hoppas vi att kunna hitta och öppna de flaskhalsar som hindrar växten att tillverka mer artemisinin. A. annua tillverkar flera olika substanser från samma utgångs material (substrat) som används till artemisinin. Genom att öka andelen av det materialet som går till artemisinin, bör ett större utbyte av detta ämne erhållas ur växten. Med genteknik kan man öka hastigheten av långsamma steg i växtens biosyntes. Man kan också ”stänga av” vissa gener som använder ett visst substrat till en oönskad produkt. Den typ av enzymer som utför det första steget av artemisinin syntesen är även intressanta i sig. De kallas för seskviterpen syntaser. Ur ett och samma substrat kan över 300 olika strukturer bildas. Hur dessa enzymer kan styra en reaktion till en specifik produkt är fortfarande oklart. Genom att klona seskviterpen syntaser kan man producera stora mängder av detta enzym i exempelvis bakterier. Detta gör det möjlig att studera och ta fram data om hur seskviterpen syntaser fungerar.
Denna avhandling diskuterar terpen biosyntesen i allmänhet och särskilt i A. annua. Vidare, beskriver den kloning och enzym produktion i bakterier av två gener som använder det substrat som kan bli till artemisinin. Den ena genen gör ett enzym som troligen utför det första steget i växtens biosyntesen av artemisinin. Ett modell system som skulle kunna styra substrat flödet mot artemisinin behandlas också.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2000
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Per Mercke, Spolegatan 3a, 222 20 Lund
Ämne
- Biological Sciences
Nyckelord
- Artemisia annua
- Sesquiterpene synthases
- artemisinin
- Plant biochemistry
- Växtbiokemi
Status
Published
Handledare
- [unknown] [unknown]
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISBN: 91-973252-8-7
- ISRN: LUNKDL/NK VK-00/1019
Försvarsdatum
1 januari 2000
Försvarstid
10:15
Försvarsplats
Room 213, dep of Plant Biochemistry
Opponent
- Joe Chappell (Prof)