Studies on Anthriscus sylvestris L (Hoffm.). Metabolic engineering of combinatorial biosynthesis of podophyllotoxin

Promotie: mw. O. Hendrawati, 14.30 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Studies on Anthriscus sylvestris L (Hoffm.). Metabolic engineering of combinatorial biosynthesis of podophyllotoxin

Promotor(s): prof.dr. O. Keyser, prof.dr. W.J. Quax

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Fluitenkruid kan (epi)podofyllotoxine produceren

Oktavia Hendrawati heeft met haar onderzoek aangetoond dat het in de toekomst mogelijk kan zijn om via ‘engineering’ vanAnthriscus sylvestris(fluitenkruid) de medicinale stof (epi)podofyllotoxine te produceren. Dit plantenextract remt de celdeling.

De afgelopen jaren is het arsenaal aan methoden en strategieën dat beschikbaar is voor de productie van plantenstoffen en voor het kweken van medicinale en aromatische planten uitgebreid. ‘Metabolic engineering’ en ‘pathway optimization’, met als doel kostenbesparing en productiviteitsverhoging, zijn belangrijke methodes die worden toegepast door universiteiten en industrieën.

A. sylvestrisis een interessante kandidaat voor genetische modificatie om te komen tot een directe productie van (epi)podofyllotoxine in de plant, vanwege het hoge gehalte aan deoxypodofyllotoxine en de sterke overeenkomst met podofyllotoxine in biosynthese en chemische structuur. Humaan cytochroom P450 3A4 inE.coliDH5-alfa kan deoxypodofyllotoxine op de C7-positie selectief hydroxyleren, waardoor epipodofyllotoxine, de diastereoisomeer van podofyllotoxine, ontstaat. Humaan cytochroom P450 3A4 is ingebracht inA. sylvestrismet behulp vanAgrobacterium tumefaciens. Callusweefsel vanA. sylvestriswerd getransformeerd metA. tumefaciensvoorzien van het humane P450 3A4 gen en de cellen werden geregenereerd. De getransformeerde regeneranten bleken in staat om kleine hoeveelheden epipodofyllotoxine te maken. Om deze benadering succesvol te maken, moet het plasmideconstruct verder worden geoptimaliseerd, via de promoter, het P450 3A4 gen, en een signaalpeptide. Dit is nodig om een hoger expressieniveau van het gen te krijgen, hetgeen zou moeten leiden tot een hogere productie van (epi)podofyllotoxine. Deze strategie van ‘engineering’ kan ook worden toegepast bij andere planten die deoxypodofyllotoxine maken.

Oktavia Hendrawati (Indonesië, 1977) studeerde biologie in Leiden. Haar promotieonderzoek deed zij bij de afdelingen Pharmaceutical Biology, Molecular Biology of Plants en Plant Physiology van de RUG. Het werd deels gefinancierd door de Müggenburg Foundation.