JP2012 - Rilascio di tiolo volatile ingegneristico per un migliore aroma del vino: evoluzione diretta della cistationina ß-liasi del lievito

Data inizio
1 gennaio 2013
Durata (mesi) 
24
Dipartimenti
Biotecnologie
Responsabili (o referenti locali)
Dominici Paola
Parole chiave
JOINT PROJECT, CYSTEINE-ß-LYASE, VOLATILE THIOLS, WINE AROMA, DIRECTED EVOLUTION, WINE YEAST

PREMESSA
I tioli sono potenti composti che contribuiscono all’aroma di numerosi cibi, tra cui formaggi, frutta, caffe’. Di particolare interesse nei vini sono due molecole tioliche, 4-mercapto-4-metilpentano-2-one (4MMP) e 3-mercaptoesano- 1-olo (3MH), che impartiscono un aroma fruttato e sono i principali aromi varietali di vini quali Sauvignon, Riesling, Merlot. Questi tioli volatili si sviluppano durante la fermentazione ad opera di lieviti, tra cui S. cerevisiae, a partire da composti inodori non volatili, Cys-coniugati presenti nell’uva. Recentemente e’ stato purificato da S. cerevisiae un enzima in grado di catalizzare la formazione di 3MH e 4MMP dai precursori Cys-S-coniugati. Si tratta di una cistationina ß liasi (CBL) che, oltre ad una elevata attivita’ sul substrato naturale cistationina, possiede una certa specificita’ di substrato verso altri composti solforati. L’enzima di levito catalizza, seppure con attivita’ specifica molto bassa, la produzione di 3MH e 4MMP (0.1% e 0.6% dell’ attivita’ nei confronti del substrato naturale).

OBIETTIVI
Obiettivo di questo progetto e’ migliorare mediante evoluzione diretta (EvoDir) la catalisi della CBL da S. cerevisiae nei confronti di Cys-S-coniugati, modificandone la specificita’ di substrato.

PROCEDIMENTO
La EvoDir fa uso di cicli iterativi di mutagenesi, DNA shuffling e screening per generare velocemente ed efficientemente varianti enzimatiche dotate della/e proprieta’ di interesse. In questo progetto utilizzeremo error-prone PCR per creare una libreria di varianti che saranno poi esaminate per una maggiore attivita’ catalitica nei confronti di Cys-S-coniugati. Le varianti migliori saranno sequenziate e gli enzimi mutati espressi e purificati. La loro caratterizzazione in vitro unita ad un approccio di bioinformatica strutturale, rappresenta una tappa importante per la comprensione della specificita’ di substrato della CBL e costituirà la base per la ricerca mirata di lieviti con potenzialita’ biotecnologiche in ambito enologico.

MAIN PARTNER
Enologica Vason

Enti finanziatori:

Finanziamento: assegnato e gestito dal Dipartimento

Partecipanti al progetto

Paola Dominici
Professore ordinario
Aree di ricerca coinvolte dal progetto
Biotecnologie vegetali
Applied genetic engineering, transgenic organisms, recombinant proteins, biosensors

Attività

Strutture