Resumen de Clonación y caracterización funcional de genes que codifican aciltransferasas de la boraginácea echium pitardii
El ácido gamma-linolénico (GLA, 18:3n6) es un ácido graso esencial de la serie n6. Este compuesto actúa como precursor en la síntesis de ácido araquidónico (20:4n6), a partir del cual los mamíferos elaboran una serie de compuestos denominados eicosanoides que desempeñan importantes funciones. Por otra parte, existen datos recientes que indican que el ácido octadecatetraenoico (OTA, 18:4n3), un ácido graso esencial de la serie n3, podría actuar en el organismo como precursor de PUFAs muy importantes de la familia n3 como el ácido eicosapentaenoico (EPA 20:5n3) y el ácido docosahexaenoico (DHA; 22:6n3), con importantes aplicaciones terapéuticas. Ambos, GLA y OTA, son sintetizados por la misma enzima, denominada Delta6-desaturasa, a partir de los ácidos linoleico (18:2n6, LA) y alpha-linolénico (18:3n3, ALA), respectivamente. Sin embargo, aunque la actividad D6DES está presente en humanos, aparentemente, es demasiado escasa como para satisfacer las necesidades de GLA/OTA del cuerpo humano. Por ello, tanto el GLA como el OTA tienen un gran interés como nutrientes esenciales y como componentes de algunos productos farmacéuticos y alimentos saludables (health foods).
Dentro del reino vegetal, la síntesis de GLA y OTA es llevada a cabo por un reducido número de familias, entre las que se encuentra la de las boragináceas. Entre ellas se hallan un grupo de plantas del género Echium (Boraginaceae), endémicas de la Macaronesia, identificadas recientemente por nuestro grupo de investigación, que son capaces de acumular grandes cantidades de GLA en sus semillas. Dichas especies han sido punto de partida para el aislamiento de genes relacionados con la síntesis y acumulación de dichos ácidos grasos en las semillas.
En plantas la ruta principal de biosíntesis de triacilgliceroles (TAG) es la conocida como ruta de Kennedy o ruta del glicerol-3-fosfato. En esta ruta intervienen diversas aciltransferasas catalizando la acilación de ácidos grasos sobre el esqueleto del G3P. En primer lugar la glicerol-3-fosfato aciltransferasa (GPAT) cataliza la acilación de la posición sn-1 del G3P generando lisofosfatidato o 1-acil-glicerol-3-fosfato. A continuación la denominada lisofosfatidato aciltransferasa (LPAT; también denominada 1-acil-glicerol-3-fosfato aciltransferasa, AGPAT), cataliza la acilación de la posición sn-2 dando lugar al PA. Posteriormente la ácido fosfatídico fosfatasa (PAP) genera DAG por defosforilación del PA. Y por último la enzima diacilglicerol aciltransferasa (DGAT) transfiere un tercer grupo acilo a la posición vacante del DAG. Sin embargo, aunque esta ruta está localizada tanto en los plástidos como en el citoplasma de la célula es en este último donde se produce el grueso de la biosíntesis de estos glicerolípidos. Es por ello por lo que se considera que las aciltransferasas citoplasmáticas son las principales responsables del perfil de ácidos grasos de los TAG de las semillas. En este trabajo de investigación partiendo de la hipótesis de que las aciltransferasas obtenidas a partir de especies del género Echium, que acumulan los ácidos grasos inusuales GLA y OTA en sus semillas, podrían utilizarse para favorecer la incorporación de estos ácidos grasos tanto en los TAG como en los glicerolípidos de membrana se ha llevado a cabo la clonación y caracterización funcional de los genes que codifican las aciltransferasas GPAT y LPAT de la boraginácea Echium pitardii.
En la investigación desarrollada se ha demostrado que esta especie posee un gen LPAT de clase A de expresión constitutiva que codifica una enzima con una posible utilidad biotecnológica para favorecer la incorporación de los PUFAs de interés en los TAG de las semillas de plantas transgénicas productoras de los mismos.
Por otra parte en la investigación desarrollada respecto a la GPAT de Echium se ha clonado un gen correspondiente a una GPAT de localización extraplastidial no relacionada con la biosíntesis de glicerolípidos, pero que podría estar implicada en la biosíntesis de los polímeros cutina o suberina, o de ambos, en diversos tejidos de la planta.
