Identificazione e studio di geni coinvolti nel pathway dell'?-tomatina in pomodoro

L'?-tomatina ਠun glicoalcaloide steroideo del pomodoro costituito da un aglicone (la tomatidina) di natura idrofobica e steroidea, a 27 atomi di carbonio e caratterizzato dalla presenza di un atomo di azoto che gli conferisce proprietà  basiche; all'aglicone si lega una catena laterale idrofilica, tetrasaccaridica, che prende il nome di licotetraosio. L'?-tomatina si caratterizza per le sue importanti e numerose attività  biologiche, agendo, in pianta, come metabolita coinvolto nei meccanismi di difesa contro un ampio spettro di agenti fitopatogeni. Inoltre, essa presenta molte proprietà  farmacologico-salutistiche come, ad esempio, quella anticolesterolemica, antinfiammatoria e antitumorale. In virt๠di queste sue attività  biologiche, l'?-tomatina puಠrientrare nel novero di quei metaboliti secondari di pianta da poter utilizzare sia in campo farmacologico sia in quello agrochimico, soprattutto se si considera che, nonostante si tratti di un glicoalcaloide, la sua tossicità  à¨ molto bassa rispetto a quella di suoi analoghi strutturali come la solanina. Tuttavia, come nel caso di quasi tutti i metaboliti secondari, anche l'?-tomatina presenta bassi livelli di concentrazione in pianta, nella quale si trova in quantità , tra l'altro, molto variabili nei diversi tessuti e stadi fisiologici. Poichà© il fattore limitante per l'uso delle biomolecole su larga scala ਠrappresentato proprio dalla loro ridotta produzione in planta, negli ultimi anni l'attenzione dei ricercatori si ਠconcentrata sulla possibilità  di incrementarne il contenuto nelle matrici organiche di partenza. Ciಠpresuppone la conoscenza del pathway metabolico su cui si intende intervenire, e quindi degli enzimi chiave in esso coinvolti e dei relativi geni codificanti. A dispetto delle numerose conoscenze sulle attività  biologiche dell'?-tomatina, il suo pathway metabolico ਠancora poco conosciuto. L'obiettivo del presente lavoro di dottorato ਠstato, quindi, indagare il processo anabolico e catabolico dell'?-tomatina mediante l'isolamento e lo studio di alcuni geni in essi coinvolti. Per quanto concerne lo studio dell'anabolismo, data la natura steroidea del glicoalcaloide, la nostra attenzione si ਠincentrata sulla biogenesi dei fitosteroli, il cui intermedio chiave ਠrappresentato dal 2,3-epossisqualene. Nell'ambito di questa parte del lavoro, si ਠquindi, proceduto al clonaggio, mediante tecniche PCR basate sull'omologia, di cinque geni (CAS1, SMT1, CYP51, FK e SMO) coinvolti nelle prime fasi della biosintesi degli steroli vegetali, all'analisi dei loro profili di espressione in diversi organi e specie selvatiche di pomodoro e alla definizione della struttura introne-esone del gene SMT1. Per quanto riguarda lo studio del catabolismo dell'?-tomatina, l'attività  di ricerca si ਠincentrata sull'identificazione e lo studio, mediante approcci di genomica funzionale, di un gene putativamente coinvolto nel pathway di degradazione del metabolita. In conclusione, il presente lavoro di ricerca, ha contribuito ad una maggiore comprensione dei meccanismi genici che presiedono alla sintesi e alla degradazione dell'?-tomatina in planta, aprendo la strada a futuri approcci biotecnologici finalizzati alla regolazione dei pathway biochimici di questo metabolita del pomodoro dotato di interessanti proprietà  biologiche.