Functional Characterization of Flax Fatty Acid Desaturase FAD2 and FAD3 Isoforms Expressed in Yeast Reveals a Broad Diversity in Activity

Radovanovic, N., Thambugala, D., Duguid, S.D., Loewen, E., et Cloutier, S. (2014). « Functional Characterization of Flax Fatty Acid Desaturase FAD2 and FAD3 Isoforms Expressed in Yeast Reveals a Broad Diversity in Activity », Molecular Biotechnology, 56(7), p. 609-620. doi : 10.1007/s12033-014-9737-1  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La graine de lin (Linum usitatissimum L.) présente une teneur en huile d’au moins 45 %, et son huile renferme plus de 55 % d’acide alpha-linolénique (LIN), de sorte qu’elle constitue une des plus riches sources végétales de cet acide gras essentiel. Les désaturases 2 (FAD2) et 3 (FAD3) des acides gras sont les principaux enzymes responsables des processus de désaturation Δ12 et Δ15 in planta. Chez le lin oléagineux, le morphotype oléagineux du lin, deux exemplaires paralogues et plusieurs allèles existent pour chaque gène. Dans le cadre de la présente étude, nous avons cloné trois allèles de la FAD2A, quatre allèles de la FAD2B, six allèles de la FAD3A et sept allèles de la FAD3B, au moyen d’un vecteur pYES, et avons transformé ces 20 constructions ainsi qu’une construction vide dans un système levure. Les transformants ont été induits en présence du substrat d’acide oléique (OLE) pour la construction FAD2 et d’acide linoléique (LIO) pour la FAD3. Nous avons eu recours à la chromatographie en phase gazeuse pour mesurer les taux de conversion de l’acide OLE en acide LIO et de l’acide LIO en acide LIN. Le taux de conversion était plus élevé dans le cas de la FAD2 que dans celui de la FAD3, et le taux de conversion de la FAD2B était d’environ 10 % plus élevé que celui de la FAD2A. Toutes les isoformes de la FAD2 étaient actives, mais des différences considérables ont été observées entre les isoformes des deux enzymes FAD2. Deux isoformes de la FAD3A et trois isoformes de la FAD3B n’étaient pas fonctionnelles. Certains enzymes étaient non fonctionnels en raison de mutations non-sens qui ont causé la présence prématurée de codons d’arrêt, mais la FAD3B-C et la FAD3B-F semblaient associées à la modification d’un seul acide aminé. L’activité de la FAD3A-C était plus de cinq fois aussi élevée que celle de l’isoforme la plus commune, FAD3A-A, alors que l’activité de la FAD3A-F était quatre fois aussi élevée. Ce genre d’isoformes pourrait être intégré à des lignées généalogiques et pourrait ainsi permettre d’accroître la proportion d’acide LIN dans les graines de lin.

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