Opmaak 1

ortho074_VitamineCsynthese.qxp:2005-6 O R T H O
def.
15-08-2007
13:23
Pagina 162
Missing link biosynthese
vitamine C in planten ontdekt
DOOR: JAC. VAN DONGEN
De biosynthese van vitamine C in planten uit glucose werd pas laat opgehelderd. Het duurde tot 1998
dat N. Smirnoff en dr. G.L. Wheeler een 10-stappenroute voor de vorming van L-ascorbinezuur uit Dglucose wereldkundig konden maken.
De sleutel
tot de oplossing vormde
de gelijkenis
van het gen
in het wormpje Caenorhabditis elegans (links)
en het
VTC2-gen in
het plantje
Arabidopsis
thaliana.
Vanaf dat moment heette deze biochemische route dan ook de Smirnoff-Wheeler pathway.1 Deze begint
met zes stappen vanaf glucose tot de
vorming van GDP-mannose en GDPL-galactose. De zevende stap bleef
tot voor kort onopgehelderd. Al was
duidelijk dat er uiteindelijk vitamine C
gevormd werd.
Samenwerking tussen twee laboratoria, van het UCLA Molecular Biology
Institute in Californië en Dartmouth
Medical School in New Hampshire,
bracht tenslotte de oplossing.
Gen in wormpje
Het werk begon met onderzoek naar
een gen in Caenorhabditis elegans,
een wormpje dat in veel modelstudies naar veroudering en kanker
162
wordt gebruikt. Er werd een frappante overeenkomst gevonden tussen
het gen in het wormpje en het VTC2gen in het plantje Arabidopsis thaliana, dat overal ter wereld voor genetische studies in gebruik is. Mutaties
van het VTC2-gen in A. thaliana waren al eerder in verband gebracht met
lage aanmaak van vitamine C in het
plantje met deze mutatie.
Het lukte de onderzoekers Steven
Clarke en Charles Brenner en hun
medewerkers in de reageerbuis de
mysterieuze zevende stap in de vitamine C-synthese te imiteren. In de
zesde stap wordt de stof GDP-L-galactose gevormd. Door tussenkomst
van VTC2 wordt een fosfaatgroep
aangekoppeld en wordt de definitieve
weg ingeslagen van nog eens drie
stappen naar de uiteindelijke vorming
van vitamine C.
NR 4-2007 WWW.ORTHO.NL
Voor dieren en planten bestaan verschillende routes van vitamine C-synthese, uitgaande van glucose. In dieren wordt vitamine C in vijf stappen
gemaakt van glucose uit UDP-D-glucuronaat via L-gulonolacton naar L-ascorbaat. De laatste stap kunnen cavia’s, apen en de mens niet (meer)
uitvoeren door een enzymdefect: verlies van het gulonolactonoxidase. In
planten is de 10-stappen route van
Smirnoff-Wheeler verantwoordelijk
voor de aanmaak van vitamine C uit
glucose. Een ander verschil tussen
dier en plant is het gegeven dat bij
dieren de vitamine C-synthese beperkt is tot een enkel orgaan. Bij
zoogdieren geschiedt dit in de lever;
bij vissen en reptielen in de nier. In
het plantenrijk kunnen vrijwel alle
cellen vitamine C aanmaken.
Nu alle tien stappen van de SmirnoffWheeler pathway , van glucose tot
ascorbinezuur zijn opgehelderd, blijven Steven Clarke en Charles Brenner met een nieuwe vraag zitten.
Namelijk: wat doen VTC2-gerelateerde genen in dieren (en mensen) en
wat is hun verband met veroudering
en kanker? Nieuw onderzoek moet
hierin helderheid brengen.
1. Wheeler GL, et al. The biosynthetic
pathway of vitamin C in higher plants.
Nature 1998; 393(6683):365-9
2. Linster CL, et al. Arabidopsis VTC2 encodes a GDP-L-galactose phosphorylase, the last unknown enzyme in the
Smirnoff-Wheeler pathway to ascorbic
acid in plants.
J Biol Chem 2007; 282:18879-85