Modification des structures d'acides gras, antioxydants et groupes ABO du sang. Exemples d'applications des Biotechnologies modernes
تطبيقات في البيوتكنولوجيات الحديثة
Désaturase et acides gras insaturés
La désaturase est une enzyme qui introduit des doubles liaisons dans les Acides gras (constituants des lipides) les rendant plus bénéfiques pour la santé.
Les acides gras saturés, mono-insaturés, poly-insaturés sont les constituants naturels des graisses animales et végétales et, chez ces derniers,
deux types sont majoritaires : les mono-insaturés avec, comme chef de file, l'acide oléique (C18:1 n-9 ), et les poly-insaturés avec respectivement, l'acide linoléique ( C18:2 n-6) et l'acide linolénique (C18:3 n-3).
Les proportions en ces différents acides gras vont avoir des conséquences sur la qualité des gras.
Au niveau du métabolisme existe deux méthodes courantes pour créer des doubles liaisons dans une chaîne carbonée :
1/ Utilisation de flavoprotéines en absence d'oxygène fonctionnant selon le mode de la succinate déshydrogénase. Ceci entraîne la formation d'une double liaison 'trans'
2/ Utilisation d'une oxygénation suivie d'une déshydratation. Ceci fournit une double liaison 'cis'
La désaturase à fer non héminique est une enzyme membranaire qui catalyse à la fois l'oxygénation et la déshydratation consécutive d'acides gras déjà synthétisés au stade C18 (stéaryl-CoA donnant oléyl-CoA). La reaction catalysée est:
R1-CH2-CH2-R2 + O2 + 2e- + 2H+ ----- R1-CH=CH-R2 + 2H20
Ladésaturase reçoit des électrons du cytochrome b5 au
niveau du réticulum cytoplasmique et qui est inhibé par
le cyanure
Pour
cela utiliser un des logiciels de visualisation moléculaire dans
l'espace comme Rasmol (voir le lien: https://www.takween.com/StructureProtéines/structures_Préambule.html
Quelques information sur la structure de la désaturase dont le site actif
(Figure ci contre) :
- Métalloenzyme à 2 atomes de fer
- Dimère : Chaque monomère de 363 acides amines est constitué
d'un seul domaine de 17 hélices alpha
- Acide aminé C-terminal : Leu 363
- Distance entre les deux atomes de Fe : 4.2 A.
- Structure (17 hélices alpha) : 'structure'
- Sélection du ligand (Acetate ACT 366 + 2 Fe : Fe 364 et Fe 365)
: 'select ligand', ball and stick'
- Limitation des motifs Acetate (ACT366), Fe 364 et Fe 365, Glu196, His232,
Glu143, Glu229, Glu105, His146): 'restrict 364,365,366,196,232,143,229,105,146',
'stick'
- Limitation du site actif: Restrict within(15.0,ACT366).
Acides gras. Désaturation
Chez les Mammifères, l'apparition des doubles liaisons dans les Acides gras (désaturation) est un processus aérobie qui utilise une désaturase ayant une préférence pour les substrats en C16 et C18.
Constituants du site actif d'une désaturase
Nous proposons l'étude tridimensionnelle de la désaturase (code : 1OQ9) (Azide and acetate complexes plus two iron-depleted crystal structures of the di-iron enzyme delta9 stearoyl-acyl carrier protein desaturase. Implications for oxygen activation and catalytic intermediates.MOCHE et al. 2003. JBC).
Applications biotechnologiques:
Contrôle des apports en acides gras. Les plantes produisent environ deux cents acides gras qui diffèrent par le nombre de carbones, mais aussi par le nombre de doubles liaisons et de radicaux divers.
Au cours des dernières années, pratiquement toutes les enzymes de biosynthèse ont été caractérisées et la plupart des gènes ont été clonés (VOELKER T., KINNEY A.J. - Variations in the biosynthesis of seed storage lipids. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Biol. Mol., 2001, 52, 335-361.). Les nutritionnistes
recommandent aujourd'hui de consommer essentiellement des huiles végétales 'sans cholestérol' riches en acide oléique, tout en évitant les procédés d'hydrogénation qui conduisent à la formation de trans-acides gras qui se révèlent délétères
(NOAKES M., CLIFTON P.M. - Oil blends containing hydrogenated or esterified
fats : differencial effects on plasma lipids. Am. J. Clin. Nutr., 1998,
98, 242-247.).
Des chercheurs américains avaient réussi à diminuer des quantités importantes d'acides gras poly-insaturés en augmentant la proportion d'acide oléique dans les graines de soja
(VANCE V., VAUCHERET H. - RNA silencing in plants-defense and counter
defense. Science, 2001, 292, 2277-2280.) . Leur objectif visait l'extinction
de l'expression du gène de la FAD2 (fatty acid desaturase 2) par transgenèse. Ils ont exploité le phénomène de "post transcriptionnal gene silencing" (PTGS) qui fait intervenir la dégradation spécifique des ARN messagers,
entraînant l'extinction de l'expression des gènes en cause. Ce dispositif, dont les modalités précises sont en cours d'étude, permet de 'cibler l'extinction' d'une activité enzymatique (KINNEY A. - Development of genetically engineered soybean oils for food applications. J. Food lipids, 1996, 3, 273-292.).
