15-cis-fitoena desaturase (PDS, fitoena desaturase tipe tanaman) (EC1.3.5.5, 15-cis-fitoena:plastoquinona oksidoreduktase), adalah enzim yang terlibat dalam biosintesis karotenoid pada tumbuhan dan sianobakteri.[2] Fitoena desaturase adalah enzim terikat-membran yang terlokalisasi di dalam plastida dan menambahkan dua ikatan rangkap ke substratnya yang tidak berwarna, yaitu fitoena, melalui proses dehidrogenasi dan mengisomerisasi dua ikatan rangkap tambahan.[3][4] Reaksi ini memulai jalur biokimia yang melibatkan tiga enzim lainnya (zeta-karotena isomerase, zeta-karotena desaturase, dan karotena cis-trans isomerase) yang disebut jalur poli-cis dan menghasilkan likopena yang berwarna merah. Fitoena desaturase homolog yang ditemukan pada bakteri dan jamur (CrtI) mengubah fitoena secara langsung menjadi likopena melalui jalur all-trans.[5]
Biokimia
Konversi fitoena menjadi likopena pada tumbuhan dan sianobakteri (kiri) dibandingkan dengan bakteri dan jamur (kanan).
PDS mengubah 15-cis-fitoena menjadi 9,15,9'-tri-cis-ζ-karotena melalui reduksi kofaktor FAD yang terikat secara non-kovalen pada enzim.[6] Konversi ini menambahkan dua ikatan rangkap tambahan pada posisi 11 dan 11' dari rantai karbon dan mengisomerisasi dua ikatan rangkap yang berdekatan yang sudah ada pada posisi 9 dan 9' dari trans menjadi cis. Elektron yang terlibat dalam reaksi kemudian ditransfer ke plastoquinona[7] dan ke oksidase terminal plastida PTOX, yang pada akhirnya memasangkan desaturasi dengan reduksi oksigen. Gangguan pada langkah biosintesis ini menyebabkan albinisme dan terhambatnya pertumbuhan tanaman.[8]
Aplikasi
Gangguan pada fungsi PDS dapat dicapai melalui herbisida pemutih seperti norflurazon[9] dan fluridone.[10] Inhibitor ini menempati kantong pengikat plastoquinona di dalam enzim sehingga menghambat fungsinya.[1] Karena efek gangguan PDS yang jelas pada tanaman, gen yang sesuai dijadikan target untuk menunjukkan keberhasilan penyuntingan genom pada buah-buahan seperti apel,[11] anggur,[12] atau pisang[13] menggunakan sistem CRISPR/Cas9. Pada padi, PDS alami dilengkapi dengan homolog bakteri untuk menciptakan Golden Rice (Beras Emas) guna meningkatkan kandungan β-karotena pada endosperma padi.
↑Schneider C, Böger P, Sandmann G (July 1997). "Phytoene desaturase: heterologous expression in an active state, purification, and biochemical properties". Protein Expression and Purification. 10 (2): 175–9. doi:10.1006/prep.1997.0730. PMID9226712.
