Začinsko bilje celer i peršun se široko koriste u medicinske i zdravstvene svrhe od strane ljudi zbog brojnih zdravstvenih prednosti. Medicinska upotreba ovih biljaka datira još od starih Grka, Egipćana i Rimljana. Iako naučnici još nisu identifikovali njihova glavna aktivna jedinjenja, neki veruju da je „apiin“ možda jedno od njih.
Postoje neki dokazi da apiin, klasifikovan kao flavonoidni glikozid, ima dokazana antikancerogena i anksiolitička svojstva kod ljudi. Pored toga, celer i peršun proizvode ovo jedinjenje u velikim količinama u poređenju sa drugim biljkama. Biolozi su pretpostavili da apiin nudi antioksidativne, anti-UV svetlosne efekte i efekte odbijanja insekata, služeći tako bitnim biološkim i ekološkim ulogama.
Međutim, da bismo sa sigurnošću dokazali bilo koju od ovih tvrdnji, moramo pronaći način da proizvedemo apiin u velikim količinama. Dok su naučnici identifikovali gene skoro svih enzima koji učestvuju u sintezi apiina, poslednji deo slagalice još uvek nedostaje. Gen za apioziltransferazu (ApiT), enzim koji učestvuje u završnom koraku proizvodnje apiina, još uvek nije poznat.
U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Plant Phisiologi, istraživački tim predvođen profesorom Takešijem Išimizuom sa Univerziteta Ritsumeikan, Japan, odlučio je da reši ovaj jaz u znanju. Oni su sproveli niz eksperimenata da identifikuju i analiziraju neuhvatljivi ApiT celera (Apium graveolens). Rezultati ove studije će nam pomoći da razvijemo efikasne načine za biosintezu apiina.
„Ovo je prva identifikacija ApiT u biljkama“, ističe prof. Išimizu. „Naši nalazi će utrti put biotehnološkim platformama za proizvodnju apiina u bakterijskim organizmima kao što je Escherichia coli.“
Jedna od najvažnijih stvari koja je omogućila ovu studiju bila je metoda koju su istraživači prethodno razvili za proizvodnju kritičnog molekula u sintezi apiina: UDP-Apiose. Uloga ApiT enzima je da prenese ostatak apioze u UDP-Apiose i da ga ‘prikači’ za nekompletan apiin molekul u završnom koraku modifikacije. Međutim, ovo jedinjenje nije bilo komercijalno dostupno, pa su istraživači došli do načina da ga izoluju i stabilizuju koristeći glomazne pozitivne jone.
Prvo, tim je sproveo genetske skrining analize na celeru kako bi pronašao potencijalne gene koji kodiraju ApiT. Oni su suzili početnu pretragu na gene specifične za porodicu enzima kojoj ApiT pripada, identifikujući 26 potencijalnih gena kandidata. Od njih, otkriveno je da je ekspresija mRNA jednog od ovih kandidata, UGT94AKS1, posebno visoka u listovima celera, koji je primarno mesto proizvodnje apiina. Na osnovu fizičko-hemijskih karakteristika ovog kandidata gena, istraživači su bili uvereni da su na pravom putu.
Da bi dokazali da je UGT94AKS1 zaista ApiT gen, istraživali su njegov profil ekspresije tokom razvoja lista. Otkrili su da se nivoi ekspresije apiina i UGT94AKS1 približno poklapaju. Nakon toga, istraživači su koristili genetski modifikovane bakterijske kulture koje su eksprimirale UGT94AKS1 sa posebnom hemijskom oznakom kako bi ga učinile lako rastvorljivim.
Oni su inkubirali prečišćeni protein koji je kodiran UGT94AKS1 sa UDP-Apiozom i konačnim prekursorom apiina i otkrili da ova smeša proizvodi apiin u očekivanim količinama. Ovaj novi pristup za otkrivanje aktivnosti apioziltransferaze otklonio je sve sumnje da je gen kandidat UGT94AKS1 zaista ApiT.
Vredi napomenuti da će nam pristup apiinu u velikim količinama pomoći ne samo da razumemo njegovu prirodnu ulogu, već i da identifikujemo njegove zdravstvene prednosti i medicinske primene. S tim u vezi, prof. Išimizu komentariše: „Ako se razjasni funkcija apiina, to bi moglo dovesti do razvoja blagih repelenata insekata u poljoprivredi, sredstava za smirenje sa manje neželjenih efekata i anksiolitičkih bezalkoholnih pića“.
