Kolejną z niewątpliwych zalet

Kolejną z niewątpliwych zalet preparatów enzymatycznych, wytwarzanych na bazie organizmów transgenicznych, jest udoskonalona precyzja działania, osiągnięta na drodze ograniczenia różnorodności białek katalitycznych, syntetyzowanych przez dany szczep. W większości przypadków, organizmy wyizolowane ze źródeł naturalnych wytwarzają szereg enzymów oddziałujących na przerabiany surowiec, co niejednokrotnie zakłóca prawidłowy przebieg procesu technolo-gicznego i obniża wydajność produkcji. Dotyczy to zwłaszcza drobnoustrojo-wych enzymów przemysłowych. Mikroorganizmy nie poddane mutagenizacji na ogół wytwarzają liczne enzymy, umożliwiające im przeżycie na różnorodnych substratach. Bardzo często syntetyzują wiele enzymów degradujących ten sam substrat, np. atakujących wewnętrzne lub skrajne wiązania w polimerze, albo selektywnie odłączających poszczególne grupy funkcyjne. Takie podejście zapewnia szybsze przyswojenie składników podłoża, zanim wykorzysta je organizm konkurencyjny. Ograniczenie na drodze modyfikacji genetycznych szczepu producenta, liczby enzymów atakujących daną substancję jest możliwe, ale dla syntezy pojedynczych białek katalitycznych zastosowano inną taktykę. Polega ona na wykorzystaniu jako organizmu wyjściowego drobnoustroju, który nie wytwarza żadnego z enzymów rozkładających substrat, będący obiektem zainteresowania. Na przykład chcąc uzyskać szczep pleśni Aspergillus wytwarzający pekty- noesterazę jako jedyny enzym pektynolityczny, transformacji genetycznej poddano szczep Aspergillus nie wytwarzający żadnych enzymów degradujących pektynę. Pektynoesteraza jest enzymem uwalniającym alkohol metylowy, będący integralnym składnikiem pektyny. Uzyskana pod jej działaniem pektyna o tzw. niskim stopniu metoksylacji, czyli zawierająca bardzo niewiele reszt tego alkoholu, tworzy sztywne, trwałe żele w obecności naturalnych składników owoców i warzyw (kwasy organiczne i sole wapnia), nie wymagając tak wysokiego stężenia cukru, jak pektyna o wysokim stopniu metoksylacji. Nadaje się ona zatem do produkcji żywności niskokalorycznej. Ponadto, fragmenty owoców i warzyw poddane działaniu preparatu pektynoesterazy, pozbawionego aktywności enzymów powodujących upłynnienie pektyny, zachowują jędrność, cenioną przez technologów i konsumentów.

Wyjściowy szczep poddany transformacji mającej na celu uzyskanie produ-centa pektynoesterazy nie wytwarzał żadnego z enzymów pektynolitycznych, był natomiast bardzo wydajnym producentem enzymu hydrolizującego skrobię do glukozy, czyli glukoamylazy. Zawdzięczał to obecności wielu kopii genu glu- koamylazy w komórce. Cechę tę osiągnięto na drodze tradycyjnej, przypadkowej manipulacji genetycznej z zastosowaniem promieniowania UV i odpowiednich związków mutagenizujących. Następnie, wszystkie kopie genu glukoamylazy zastąpiono kopiami genu pektynoesterazy. Uzyskano w ten sposób nie spotykany w przyrodzie drobnoustrój, wytwarzający pektynoesterazę bez zwykle towarzyszących jej enzymów depolimeryzujących pektynę. Dodatkową zaletę metody stanowiło zastosowanie jako tzw. genu markerowego – genu innego niż powodujący oporność na jeden z antybiotyków. Geny oporności na antybiotyki przeważały wśród genów markerowych, stosowanych do otrzymywania organizmów transgenicznych w pierwszej fazie badań nad ich konstruowaniem, bowiem hodowla prowadzona w podłożu zawierającym antybiotyk umożliwiała łatwą i szyb- ką selekcję GMO i zapobiegała ewentualnym zakażeniom. Niestety, jednocześnie zwiększało się ryzyko uwolnienia do środowiska organizmów opornych na antybiotyki, potencjalnie niebezpiecznych dla człowieka. Zaczęto zatem poszukiwać innych genów markerowych. Gen markerowy, zastosowany w transformacji wspomnianego szczepu Aspergillus, towarzyszący wektorowi i genowi pektyno- esterazy, zapewniał zmodyfikowanemu organizmowi syntezę enzymu rozkładającego jedyny składnik podłoża wzrostowego stanowiący źródło azotu. Komórki, których materiał genetyczny nie uległ odpowiedniej modyfikacji nie były w stanie wykorzystać jedynego dostępnego źródła azotu i nie mogły utworzyć kolonii. Zastosowanie genów odpowiednich enzymów jako genów markerowych jest niewątpliwie znacznie bardziej bezpieczne dla ludzi i środowiska niż zastosowanie genów oporności na antybiotyki.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>