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(Last modification: 22. October 2010)
Resveratrol Synthese
in transgenen Pflanzen und anderen Organismen
Seitenaufbau
Note:
Die Zitate plus Zusammenfassungen sind in
einer separaten Seite: Hier
Link zu
einigen interessanten
Übersichtsartikeln (neu
22.10.2010)
Transgene Pflanzen
Wenn Sie wirklich gerne Resveratrol
wollen, aber nicht so gerne Pillen nehmen wollen: Zumindest theoretisch könnten
Sie das mit ihrer täglichen Nahrung erreichen. Eine ziemlich grosse Anzahl von
Pflanzen wurden inzwischen per Gentransfer mit Stilbensynthasen so verändert,
dass sie Resveratrol bilden. Ich bin aber nicht so optimistisch, dass
irgendwelche dieser Pflanzen bereits verwendet werden. Es ist tatsächlich zur
Zeit kaum vorstellbar, dass dies in Deutschland passiert, bei der Aggressivität
der Gentechnik-Gegner.
Wenn man sich die Publikationen
ansieht, wird klar, dass Resveratrol als medizinisch interessantes Supplement
zunächst nicht der Grund für solche Experimente war; sie wurden durchgeführt, um
mit den Phytoalexin-Eigenschaften von Resveratrol und anderen Stilbenen erhöhte
Resistenz der Pflanzen gegen Pilze und Bakterien zu erhalten.
Ein guter, neuer Review, auch wenn er
ein bisschen einseitig auf die Weinrebe und ihre Stilbensynthase eingeht:
Delaunois et al. (2009).
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Pflanze
(mit Link zu Wikipedia) |
Zitate und kurze Kommentare
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Arabidopsis thaliana
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Yu et al., 2006;
-> Warum Arabidopsis? Vermutlich weil diese Arbeit die erste Stilbensynthase aus einer Monokotyle funktionell untersuchte, die aus
Sorghum bicolor
(Hirse) |
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Luzerne
(Medicago sativa)
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Hipskind et al.,
2000;
-> Phytoalexin-Funktion:
Aber wie wäre es mit
Resveratrol als Supplement für das liebe Vieh, wie beim Menschen? |
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Apfel
(Malus domestica)
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Szankowski
et al., 2003; Rühmann
et al., 2006;
-> Für Äpfel als Quelle von Resveratrol ! |
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Weinrebe
(Vitis vinifera)
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Fan et al., 2008;
Coutos-Thévenot et al., 2001;
-> Für Krankheits-Resistenz (Rolle als Phytoalexin) |
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Hopfen
(Humulus lupulus)
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Schwekendiek
et al., 2007;
->
Nach Aussage der Autoren: "sts transgenic hop plants could display
enhanced pathogen resistance against microbial pathogens, exhibit new
beneficial properties for health, and open new venues for metabolic
engineering": Konkret: Wie wäre es mit der Idee, auf diese Art
und Weise Resveratrol ins Bier zu bringen?
-> tatsächlich enthält Hopfen bereits sowieso Resveratrol und Piceid
(Sucrose-Derivat):
Callemien et
al., 2005;
Jerkovic et al., 2005;
Jerkovic and
Collin, 2007;
Jerkovic and
Collin, 2008. |
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Kiwi
(Actinidia
deliciosa)
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Kobayashi
et al., 2000;
-> anscheinend gab es keine erhöhte Krankheitsresistenz, aber
Resveratrol in den Früchten könnte ein medizinisch interessantes
Supplement sein |
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Salat
(Lactuca sativa)
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Liu
et al., 2006;
-> Nahrungsmittel-Ergänzung mit Resveratrol ! |
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Monocotyle
-
Gerste
(Hordeum vulgare)
-
Reis (Oryza
sativa)
-
Weizen
(Triticum spp.)
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-> anscheinend für
Phytoalexin-Bildung: Gibt es da auch gezielte Ansätze, Resveratrol in
den Körnern zu haben?
Leckband and Lörz, 1998;
Stark-Lorenzen
et al., 1997;
Tian et al., 1998,
Leckband and Lörz, 1998;
Fettig and Hess, 1999;Liang et al., 2000;
Serazetdinova
et al., 2005;
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Papaya
(Carica papaya)
|
Zhu
et al., 2004;
->
Krankheitsresistenz |
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Erbsen (Pisum sativum)
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Richter
et al., 2006;
->
Krankheitsresistenz |
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Raps
(Brassica napus L.)
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Hüsken et al.,
2005;
-> Körner mit Resveratrol ! |
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Erdbeere
(Fragraria x ananassa)
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Hanhineva
et al., 2009
-> Keine Stilbene gefunden, obwohl das Metabolitenprofil verändert war |
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Monterey-Kiefer (Pinus
radiata)
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Höfig et al., 2006;
-> interessanter Ansatz, um männliche Sterilität zu erreichen ! |
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Rehmannia glutinosa
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Lim et al., 2005;
-> Diese medizinisch interessante Pflanze soll auch ein bisschen Resveratrol
enthalten: Die Stilbensynthase aus der Erdnuss wurde übertragen, um
höhere Resveratrolkonzentrationen zu erhalten |
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Tabak
(Nicotiana tabacum)
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Hain et al.,
1990;
1993;
Fischer et al.,
1997; Zhong et
al., 2004;
Schmidlin et
al., 2008;
-> Pathogen Resistenz
-> Fischer et al.: Effekt von Resveratrol auf männliche Sterilität
beim Tabak!
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Tomate
(Lycopersicon esculentum)
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Thomzik et al., 1997;
Giovinazzo et al., 2005;
Morelli et al., 2006;
Schijlen et al.,
2006;
Nicoletti et
al., 2007;
D'Introno et al., 2009;
Ma et al., 2009;
-> Hier scheinen die fortschrittlichsten Experimente zu sein, die
Resveratrol direkt in die Früchte bringen wollen!
->
Interesant: Eine Publikation behauptet sogar, dass Resveratrolglucosid
(Piceid) in
normalen Tomaten vorhanden ist, aber nur in der Haut der Früchte, nicht
im Fleisch (Ragab
et al., 2006)
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Silber-Pappel (Populus
alba)
und
Zitter-Pappel
(Populus
tremula)
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Giorcelli et al., 2004;
-> Viel Resveratrol-Glycoside, aber keine erhöhte Resistenz gegen
Rost-Krankheiten
Seppänen et
al., 2004;
-> Resistenz gegen Pilze |
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Andere Organismen
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Zellkulturen aus menschlichen Zellen
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Zhang et al.,
2006
-> Neuere Arbeiten zeigen, dass man den Stoffwechselweg von den
Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin zu Resveratrol durchaus in
menschlichen Zellkulturen einbauen kann, durch Transfer einiger weniger
Gene. Da Standard-Aminosäuren als Vorstufen verwendet werden, muss
man nicht einmal Vorstufen füttern, um Resveratrol zu erhalten! |
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Hefe
(z.B. Saccharomyces cerevisiae)
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Gonzalez-Candelas et al., 2000;
Becker et al., 2003,
Beekwilder
et al., 2006,
Zhang et al., 2006;
Trantas et al.,
2009;
-> Die Expression des Stoffwechselwegs von Phenylalanin zu Resveratrol
funktioniert auch in Hefe. Der interessante Aspekt dabei: Bei
Verwendung solcher Hefe-Stämme bei der Wein- und Bier-Herstellung könnte
zusätzliches Resveratrol einbringen. Auf diese Art und Weise könnte man
Resveratrol in Bier und Weissweine einführen!
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Streptomyces venezuelae
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Park et al., 2009
-> Die erste Publikation mit Expression in Streptomyceten |
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E. coli
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Watts et al., 2006;
Beekwilder et al., 2006;
Katsuyama et al., 2007a;
Katsuyama et al., 2007b;
Horinouchi 2009;
->
Und wie wäre es mit E. coli? Diese Bakterien kann man nicht nur für die
Produktion rekombinanter Chalcon- und Stilben-Synthasen verwenden (für
funktionelle Untersuchungen der Enzyme in vitro), sondern
man kann E. coli auch leicht dazu bringen, Resveratrol in vivo,
d.h. in den Zellen, zu synthetisieren. Wäre es nicht eine tolle Idee, solche
Bakterienkulturen als Ergänzung in der Darmflora zu haben? |
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Einige
Kommentare
-
"Funktionelle
Lebensmittel"
-
Bei der Literatursuche nach transgenen Pflanzen mit Resveratrol-Biosynthese
kann man diesem Begriff nicht entgehen, und da ich mir eigentlich
noch nichts drunter vorstellen konnte (naiv, wie ich war) fragte ich mich,
was das wohl bedeuten sollte: Normalerweise gibt es ja zu jedem Begriff das
Gegenteil, aber hier? Nicht-funktionelle Lebensmittel? Ich hatte immer
gedacht, dass Lebensmittel per Definition und Name funktionell sind, aber so
einfach ist das wohl nicht. Hier muss man sich wohl von der ursprünglichen
Bedeutung von" funktionell" verabschieden.
Zitat aus
Wikipedia: "Functional Food (auch
Nutraceutical - von nutrition = Ernährung und pharmaceutical =
Pharmazeutikum), auf deutsch funktionelle Lebensmittel, sind
Nahrungsmittel, die mit zusätzlichen Inhaltsstoffen
(Nahrungsergänzungsmittel) angereichert werden, die einen positiven Effekt
auf die Gesundheit haben sollen. Zugesetzt werden vor allem Vitamine,
Mineralstoffe, Bakterienkulturen und ungesättigte Fettsäuren. Eine
gesetzliche Definition für diese Produkte gibt es bislang in Europa nicht.
- Die Definition ist wohl nicht einfach, und die
Wikipedia-Seite führt auch die Kritikpunkte an. Aber pflanzliche
Inhaltsstoffe werden sehr häufig verwendet, da viele als gesundheitsfördernd
gelten. Das sollte auch für Resveratrol gelten, auch wenn die
Wikipedia-Seite das (noch) nicht erwähnt. Also sind transgene Pflanzen
mit Resveratrol funktionelle Lebensmittel? Eigentlich schon, nicht wahr.
-
"Bio-Lebensmittel"
(english: "organic food")
- Auch wenn es bei den Definitionen etliche Grauzonen gibt, eines scheint
klar zu sein, laut Wikipedia:
"Als Bio-Lebensmittel werden Lebensmittel aus der ökologischen
Landwirtschaft bezeichnet. Der Begriff ist in der EU gesetzlich definiert.
Diese Produkte müssen aus ökologisch kontrolliertem Anbau stammen, dürfen
nicht gentechnisch verändert sein und wurden ohne Einsatz
konventioneller Pestizide, Kunstdünger oder Abwasserschlamm angebaut. Das
Fleisch stammt von Tieren, die nicht mit Antibiotika und Wachstumshormonen
behandelt wurden. Die Produkte sind nicht ionisierend bestrahlt und
enthalten weniger Lebensmittelzusatzstoffe als konventionelle Lebensmittel".
-
Also wie ist das mit Resveratrol in transgenen Pflanzen? Auch wenn es
noch so gesund ist und als funktionelles Lebensmittel durchgehen könnte: Als
Bio-Lebensmittel würde es nicht akzeptabel sein.
- Es sieht gerade so aus, als ob "funktionelle Lebensmittel" und
"Bio-Lebensmittel" in den meisten Fällen nicht unter einen Hut zu bringen sind. Eigentlich schade.
- Aber vielleicht gibt es in manchen Fällen Wege, dies Problem zu
umgehen. Beispiele (vielleicht gibt es noch mehr?):
- Hirse (Sorghum
bicolor) enthält ein Stilbensynthase-Gen (SbSTS1), welches
vermutlich an Pathogen-Resistenz beteiligt ist (Yu
et al., 2005); die Funktion wurde auch durch transgene Expression in
A. thaliana gezeigt (s. Tabelle oben). Mit den heutigen Methoden der
klassischen Züchtung sollte es vermutlich möglich sein, die Expression des
Gens in den Samen zu erreichen, und damit Hirse mit Resveratrol zu erzeugen.
Das wäre dann "funktionell" ohne gentechnische Veränderung.
- Bananen (Musa
cavendish) enthalten Resveratrol-Dimere (Hölscher
et al., 1996). Zwar wurden sie bisher nur in Rhizomen gefunden, aber
wäre es denkbar, durch Züchtung die Expression des Gens für die
Resveratrolsynthase in den Früchten zu erreichen? Das wäre dann
"funktionell" ohne gentechnische Veränderung.
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