Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Design neuer Rapsöle für zukünftige Rohstoffe: Teilvorhaben 1: Isolation und Charakterisierung von cDNAs für Enzyme aus dem Biosyntheseweg von ungesättigten mittelkettigen Fettsäuren

Anschrift
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof
Geilweilerhof
76833 Siebeldingen
Kontakt
Prof. Dr. Reinhard Töpfer
Tel: +49 6345 41-115
E-Mail: reinhard.toepfer@julius-kuehn.de
FKZ
22010895
Anfang
01.09.1997
Ende
31.08.2000
Ergebnisdarstellung
Das Samenöl von L. obtusiloba (Fiederstrauch) und L. megaphylla besteht zu ca. 88 % aus mittelkettigen Fettsäuren, darunter 33 % Linderasäure (C12:1) als Monoenfettsäure. Nach Präparation von genomischer DNA aus Blättern beider Arten konnten jeweils zwei unterschiedlich große DNA-Fragmente erhalten werden. Diese zwei Klassen von Klonen unterscheiden sich in ihrem Restriktionsmuster, ihren Größen und in den Aminosäuresequenzen. Aus einer genomischen Bank von L. obtusiloba wurden spezifische l-Desaturase Klone isoliert und aufgereinigt. Eine Analyse der Klone ergab, dass auch sie in zwei Klassen untergliedert werden können. Aus der Ermittlung der Primärstruktur der Desaturasegene ergaben sich folgende Hinweise: Das Gen LoDESA weist eine ähnliche Struktur, wie die bereits bekannten Gene der D918:0-ACP-Desaturasen von Raps und Sesam auf. Das Reaktionsprodukt der mutmaßlichen mittelkettigen LoDESB-Desaturase ist wahrscheinlich C12:1-ACP. Damit die C12:1-Fettsäuren für die Triaglycerid-Synthese verfügbar sind, müssen sie durch eine mittelkettenspezifische Thioesterase (FatB) hydrolisiert werden. Diese soll zum einen von transgenen Linien, die ein FatB-Gen bereits enthalten, in die LoDESB1-Rapspflanzen eingekreuzt und zum anderen soll das FatB-Gen aus Lindera isoliert und zusammen mit LoDESB1-Gen in Raps übertragen werden. Wie bei der Isolationsmethode der Desaturasegene wurde auch beim FatB-Gen verfahren und zwei genomische Klone gefunden. Vergleiche mit der abgeleiteten Aminosäuresequenz von LoFatB1 in der Datenbank bestätigten die Identität als Thioesterase und eine Ähnlichkeit zu mittelkettenspezifischen FatB-Sequenzen anderer Lauraceen. Um Erkenntnisse über die Enzymspezifität zu gewinnen wurde das Desaturasegen in E. coli exprimiert. Nach gaschromatografischer Fettsäureanalyse konnte kein Hinweis auf C12:1 gefunden werden. Versuche, mit den beiden LoDESB1-Expressionsvektoren die fabA-Mutanten von E. coli zu komplementieren, führten nicht zu eindeutigen Ergebnissen.
Aufgabenbeschreibung
Die Fähigkeit zur Biosynthese von ungesättigten mittelkettigen Fettsäuren, die bislang nicht in Kulturpflanzen gebildet werden, soll auf die einheimische Ölpflanze Raps übertragen werden, um neuartige Rapsöle als Ausgangsstoffe, z.B. für die Oleochemie, zu entwickeln. Hierfür sollen die für die Bildung der ungesättigten mittelkettigen Fettsäuren relevanten Gene aus geeigneten Lorbeergewächsen isoliert und charakterisiert werden. Im Mittelpunkt steht eine Desaturase, die aus C12:0 eine ungesättigte Fettsäure mit der Doppelbindung an der vierten Position katalysiert. Diese Desaturase soll so abgewandelt werden, daß ungesättigte mittelkettige Fettsäuren mit sowohl einer unterschiedlichen Lage der Doppelbindung als auch einer unterschiedlichen Kettenlänge entstehen. Weitere Gene aus dem Lipidstoffwechsel, die für die effiziente Einlagerung der Fettsäuren in die Fettmoleküle des Samenöls notwendig sind, sollen isoliert und übertragen werden.

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