Περίληψη |
Οι υδρογονάνθρακες δρουν ως στεγανοποιητικοί παράγοντες στα έντομα. Ένα μονοπάτι
πολλών ενζύμων είναι υπεύθυνο για την παραγωγή τους: συνθάσες (synthases),
ελονγκάσες (elongases), δεσατουράσες (desaturases), αναγωγάσες (reductases) και
CYP4Gs (κυτοχρώματα P450 της οικογένειας 4 και υπο-οικογένειας G). Τα CYP4Gs
καταλύουν το τελευταίο βήμα της βιοσύνθεσης υδρογονανθράκων, και συγκεκριμένα την
αντίδραση αποκαρβονυλίωσης που μετατρέπει το υπόστρωμα-αλδεΰδη σε προϊόνυδρογονάνθρακα. Τα CYP4Gs είναι μέλη των πρωτεϊνών του κυτοχρώματος P450 και τα
γονίδια τους όχι μόνο έχουν ορθόλογα σε όλα τα έντομα, αλλά επίσης δεν υπάρχει
αλληλουχία τύπου CYP4G σε άλλους οργανισμούς. Μάλιστα, διαθέτουν μια μοναδική
«προσθήκη» 44 αμινοξέων (residue insertion). Δύο ένζυμα CYP4G συναντώνται στη
Drosophila melanogaster, το CYP4G1 και το CYP4G15. Παρά το γεγονός ότι το CYP4G1
έχει μελετηθεί εκτεταμένα (καταλύει την εντομοειδική οξειδωτική αποκαρβονυλίωση για
την παραγωγή επιδερμικών υδρογονανθράκων και έχει σημαντικό ρόλο στην αντοχή στην
αποξήρανση), δεν υπάρχουν στοιχεία σχετικά με τη λειτουργική συμβολή αυτής της
αμινοξικής αλληλουχίας. Αυτός είναι ο λόγος και για τον οποίο δημιουργήθηκαν δύο
διαγονιδιακές μύγες, μία με ένα σύστημα UAS-REGal4 και μία μέσω της τεχνικής
γενετικής τροποποίησης CRISPR-Cas9, με σκοπό την έκφραση μορφών της CYP4G1
όπου θα φέρουν την έλλειψη για αυτή τη μοναδική αμινοξική αλληλουχία (απουσία της
ενδογενούς πρωτεΐνης). Επιπλέον, υπάρχουν λίγες μόνο πληροφορίες για τη CYP4G15.
Εντοπίζεται σε διαφορετικό σημείο σε σχέση με τη CYP4G1 (εγκέφαλος έναντι
οινοκύτταρα) και η λειτουργία της είναι μέχρι στιγμής άγνωστη. Αντιστοίχως, ένα
σύστημα UAS-REGal4 αναπτύχθηκε με σκοπό τη δημιουργία μυγών με ταυτόχρονη
έκφραση του CYP4G15 και αποσιώπηση του Cyp4g1, ειδικά στα οινοκύτταρα. Τέλος, ο
φορέας της ελονοσίας Anopheles gambiae, όπως και η Drosophila, έχει δύο ένζυμα
CYP4G, τα CYP4G16 και CYP4G17. Και τα δύο ένζυμα συναντώνται στα οινοκύτταρα,
με διαφορετικούς όμως υποκυτταρικούς εντοπισμούς στα ενήλικα άτομα. Επίσης, και τα
δύο δρουν ως οξειδωτικές αποκαρβονυλάσες. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, δεν έχει
πραγματοποιηθεί σε βάθος ένας χαρακτηρισμός των CYP4Gs (ειδικότητα υποστρώματος,
κινητική ενζύμου, κατάλυση). Για το λόγο αυτό, η επαγωγή της έκφρασης των CYP4Gs
του κουνουπιού (Anopheles gambiae) δοκιμάστηκε υπό διάφορες παραμέτρους (συνθήκες
καλλιέργειας, φορείς έκφρασης, αλληλουχία γονιδίων κ.λπ.) στο ετερόλογο σύστημα του
Escherichia coli
|