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Antioxidantien der Braunalgen enthüllen ihr Entstehungsgeheimnis

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Marine Braunalgen verfügen über aromatische chemische Verbindungen (Phenole), die in der Pflanzenwelt einzigartig sind. Diese Verbindungen werden als ″Phlorotannine″ (Gerbstoffe) bezeichnet. Aufgrund ihrer Rolle als natürliche Antioxidantien sind diese Verbindungen von großem Interesse für die Prävention und Behandlung von Krebs, Entzündungen, Herz-Kreislauf- und neurodegenerativen Erkrankungen. Die Extraktion von Phlorotanninen aus Braunalgen, wie sie derzeit in der Industrie verwendet werden, ist komplex und die Verfahren zur Biosynthese dieser natürlichen chemischen Verbindungen waren bislang nur unzureichend bekannt.

Forschern des Labors für Meerespflanzen und Biomoleküle (CNRS / UPMC) der Station für Meeresbiologie in Roscoff ist es gemeinsam mit zwei Forschern des Labors für Meeresumweltwissenschaften in Brest (CNRS / UBO / IFREMER / IRD) gelungen, die Schlüsseletappe bei der Erzeugung dieser Verbindungen zu definieren. Für ihre Studien nutzten sie die Braunalge und deckten die Rolle verschiedener Gene in diesem Prozess auf. Im Rahmen der Studie entdeckten die Forscher ebenfalls den Antriebsmechanismus eines Enzyms, das phenolische Verbindungen mit kommerziellem Potenzial synthetisiert. Für ihre Ergebnisse haben sie bereits ein Patent angemeldet. Ihre Arbeit kommt den Pharma- und Kosmetikunternehmen zugute, die Phlorotannine als natürliche Extrakte nutzen können. Detaillierte Informationen zur Studie wurden auf der Website der Zeitschrift The Plant Cell veröffentlicht.

Neben diesen Eigenschaften zeigen diese Ergebnisse neue biologische Funktionen dieser Verbindungen bei der Akklimatisierung und Anpassung der Braunalgen an Salzstress.

Quelle: Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

 

>> ORIGINAL PRESSEMITTEILUNG DES CNRS

Les antioxydants des algues brunes dévoilent leurs secrets de fabrication

Les algues brunes marines possèdent des composés chimiques aromatiques (composés phénoliques) uniques dans le monde végétal, nommés phlorotannins. Du fait de leur rôle d’antioxydants naturels, ces composés suscitent beaucoup d’intérêt pour la prévention et le traitement du cancer, des maladies inflammatoires, cardiovasculaires et neurodégénératives. Des chercheurs du laboratoire Végétaux marins et biomolécules (CNRS/UPMC) à la Station biologique de Roscoff, en collaboration avec deux chercheurs du laboratoire des Sciences de l’environnement marin de Brest (CNRS/UBO/IFREMER/IRD) viennent de révéler l’étape clé de la fabrication de ces composés chez la petite algue brune modèle Ectocarpus siliculosus. L’étude dévoile aussi le mécanisme original d’une enzyme capable de synthétiser des composés phénoliques à finalité commerciale. Ces travaux ont fait l’objet d’un brevet et devraient faciliter la production des phlorotannins utilisés actuellement comme extraits naturels par les industries pharmaceutiques et cosmétiques. Ils sont publiés en ligne sur le site de la revue The Plant Cell.

L’extraction des phlorotannins des algues brunes actuellement utilisés dans l’industrie est complexe et jusqu’à maintenant les voies de biosynthèse de ces composés chimiques naturels restaient inconnues. En étudiant le premier génome décrypté d’une algue brune, l’équipe de Roscoff a identifié chez Ectocarpus siliculosus, plusieurs gènes homologues à ceux des plantes terrestres impliqués dans la biosynthèse des composés phénoliques (1). Parmi ceux-ci les chercheurs ont identifié au moins un gène directement impliqué dans la synthèse des phlorotannins chez les algues brunes. Les chercheurs ont ensuite réussi en introduisant ces gènes dans une bactérie à lui faire produire en grande quantité les enzymes à l’origine de ces composés phénoliques. Une de ces protéines, une polyketide synthase de type III (PKS III) a été étudiée et a permis de comprendre comment celle-ci assure la formation de ces produits phénoliques. Cette PKS III est capable par exemple de synthétiser du phloroglucinol (utilisé notamment dans la synthèse d’antispasmodique et d’explosifs) et d’autres composés phénoliques à finalité commerciale.

Outre ces propriétés mécanistiques, ces résultats dévoilent de nouvelles fonctions biologiques de ces composés dans l’acclimatation et l’adaptation des algues brunes au stress salin. La connaissance de ces voies de biosynthèse permettra aux chercheurs de découvrir les mécanismes de signalisation qui conduisent à la régulation de ce métabolisme. Elle sera utile également pour comprendre les fonctions biologiques et écologiques de ces composés chez d’autres algues brunes déjà commercialisées.

 

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