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Abstrakt
Cytochrom P450-vermittelte Phytoremediation mit gentechnisch veränderten Pflanzen: Bedarf an gentechnisch veränderten Cytochrom P450-Enzymen
Santosh Kumar und Mengyao Jin und James L. Weemhoff
Es besteht eine steigende Nachfrage nach vielseitigen und allgegenwärtigen Cytochrom P450 (CYP)-Biokatalysatoren für Biotechnologie, Medizin und Bioremediation. Im letzten Jahrzehnt wurde die Leistungsfähigkeit von CYP-Biokatalysatoren zur Entgiftung von Boden- und Wasserschadstoffen mithilfe gentechnisch veränderter Pflanzen immer stärker erkannt. Die größten Einschränkungen von CYP-Enzymen bei Säugetieren bestehen jedoch darin, dass sie für ihre Aktivität CYP-Reduktase (CPR) benötigen und eine relativ geringe Aktivität, Stabilität und Expression aufweisen. Andererseits weisen bakterielle CYP-Enzyme eine begrenzte Substratvielfalt auf und metabolisieren normalerweise keine Herbizide und industriellen Schadstoffe. Daher besteht in der biotechnologischen Industrie und der wissenschaftlichen Gemeinschaft ein erhebliches Interesse daran, CYP-Enzyme zu entwickeln, um ihre katalytische Effizienz, Stabilität, Expression, Substratvielfalt und die Eignung von P450-CPR-Fusionsenzymen zu verbessern. Gentechnisch veränderte CYP-Enzyme haben das Potenzial für die Phytoremediation von Herbiziden und Umweltschadstoffen durch gentechnisch veränderte Pflanzen. In dieser Übersicht diskutieren wir: 1) die Rolle von CYP-Enzymen bei der Phytoremediation mit gentechnisch veränderten Pflanzen, 2) Probleme im Zusammenhang mit Wildtyp-CYP-Enzymen bei der Phytoremediation und 3) Beispiele für gentechnisch veränderte CYP-Enzyme und ihre potenzielle Rolle bei der Phytoremediation durch gentechnisch veränderte Pflanzen.