Resumen

Los carotenoides son uno de los grupos más diversos y ampliamente distribuidos de pigmentos naturales (Bourgaud et al. 2001). Los apocarotenoides se generan por ruptura oxidativa de estos pigmentos terpenoides y junto a ellos desempeñan un papel fundamental como protectores frente al estrés oxidativo y abiótico, poseen un papel hormonal, y son, en parte, los responsables de las diversas coloraciones y del aroma característicos de los productos de algunas plantas como el tomate y el azafrán. Debido a la importancia de los carotenoides, las enzimas responsables de su biosíntesis, desde fitoeno a zeaxantina, han sido caracterizadas en muchas especies vegetales, y aislados los genes que las codifican (Cunningham & Gantt, 1998; Hirschberg, 2001). Sin embargo, sólo más recientemente se han comenzado a aislar y estudiar los genes que codifican las enzimas involucradas en la ruptura oxidativa de los carotenoides y que producen derivados apocarotenoides tales como el ácido abcísico, y el retinol, con funciones importantes en el ámbito metabólico y hormonal. En consecuencia, estas enzimas son claras candidatas en la ingeniería del metabolismo de los apocarotenoides, y son esenciales para conseguir la producción de apocarotenoides determinados en otros organismos que de forma natural no los producen (Misawa & Shimada, 1998). Además, puesto que las etapas catalizadas por estas enzimas pueden ser limitantes, la manipulación de la expresión de los genes correspondientes podría incrementar el rendimiento, así como cambiar el perfil de apocarotenoides en la planta en estudio, como demuestran algunos trabajos recientes (Sandmann, 2001).

El azafrán se conoce principalmente por su uso como aditivo culinario y como colorante, y es actualmente la especia más cara del mundo. En el estigma de Crocus sativus L. se han identificado los apocarotenoides crocina y crocetina como los componentes mayoritarios de la especia del azafrán, responsables del color y aroma de la especia (Winterhalter & Straubinger, 2000). En 1982, Pfander y Schurtenberger propusieron que la biogénesis de los compuestos responsables del color y de las propiedades organolépticas del azafrán, derivaban de la ruptura oxidativa del carotenoide zeaxantina (3,3′-dihidroxi-β-caroteno). Desde entonces no se ha abordado el estudio molecular de esta ruta de biosíntesis, y se desconocen las enzimas implicadas en este proceso. El objetivo de este proyecto se centra en la identificación y en la caracterización de los genes de las enzimas que catalizan las reacciones de oxidación de la zeaxantina y que están involucradas en la biosíntesis de los carotenoides del azafrán, crocina y crocetina.