Identificação e caracterização funcional de genes que codificam atividades biossintéticas de ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 de microalgas unicelulares

A fim de identificar novos genes que codificam enzimas envolvidas na biossíntese de ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa ômega-3 nutricionalmente importantes, uma pesquisa de banco de dados foi realizada nos genomas da alga verde fotoautotrófica unicelular Ostreococcus RCC809 e da diatomácea Fragilariopsis cylindrus de água fria. A pesquisa levou à identificação de duas supostas dessaturases “front-end” (Δ6 e Δ4) de Ostreococcus RCC809 e uma Δ6-elongase de F. cylindrus. A expressão heteróloga de estruturas de leitura aberta putativas (ORFs) em leveduras revelou que as atividades enzimáticas codificadas convertem de forma eficiente seus respectivos substratos: 54,1% de conversão de ácido α-linolênico para Δ6-dessaturase, 15,1% de conversão de 22: 5n-3 para Δ4-dessaturase e 38,1% de conversão de ácido γ-linolênico em Δ6-elongase. A Δ6-dessaturase de Ostreococcus RCC809 exibe uma preferência de substrato muito forte, resultando na síntese predominante de ácido estearidônico (C18: 4Δ6,9,12,15). Esses dados confirmam a caracterização funcional de genes biossintéticos de ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa ômega-3 dessas duas espécies que até agora não foram investigados para tais atividades. A identificação desses novos genes também servirá para expandir o repertório de atividades disponíveis para a engenharia metabólica do traço ômega-3 em hospedeiros heterólogos, bem como fornecer melhores informações sobre a síntese de ácido eicosapentaenóico (EPA) e ácido docosahexaenóico (DHA) em peixes marinhos microalgas.