La carthamine est un pigment rouge qui provient des corolles jaune-orange du carthame. Son utilisation comme colorant rouge remonte à l’Egypte ancienne. Au Japon, il est nommé « beni » et est utilisé pour teindre les textiles, colorer les cosmétiques et les aliments, et comme phytothérapie depuis as well as de 1400 ans.
La framework chimique de la carthamine a longtemps échappé aux scientifiques, mais un groupe collaboratif de chercheurs a identifié les gènes nécessaires à la biosynthèse de la carthamine.
Les détails de leurs recherches ont été publiés dans la revue Plant and Mobile Physiology le 3 août 2021.
Bien que l’histoire de la carthamine remonte à des millénaires, les scientifiques ont commencé à explorer ses structures chimiques à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Diplômée de l’Université de Tohoku, le Dr Chika Kuroda, qui a fait tomber les barrières lorsqu’elle est devenue l’une des premières étudiantes à s’inscrire dans une université impériale japonaise en 1913, avait enquêté sur les études structurelles du pigment. Pourtant, ce n’est qu’en 2019 que les scientifiques ont confirmé la framework stéréo de la carthamine.
Le Dr Toshiyuki Waki et d’autres membres du Département de génie biomoléculaire de la Graduate Faculty for Engineering de l’Université de Tohoku ont fait équipe avec TOYO INK SC HOLDINGS Co. Ltd. TOYOCHEM Co. Ltd. et le Dr Yuichi Aoki de l’Université de Tohoku Tohoku Health care Organisation mégabanque.
Ensemble, ils ont identifié les gènes d’une enzyme qui provoque l’étape enzymatique finale de la biosynthèse de la carthamine, en l’appelant « carthamine synthase ».
La carthamine synthase catalyse la output de carthamine à partir de son précurseur, la précarthamine. Parce que la précarthamine est jaune, la carthamine synthase est l’enzyme clé responsable de la pigmentation rouge de la corolle de carthame.
La carthamine synthase est une cousine de la peroxydase, une enzyme présente dans les plantes telles que les navets et les radis. Mais contrairement à la peroxydase, il utilise de l’oxygène moléculaire au lieu du peroxyde d’hydrogène comme accepteur d’hydrogène lors de la formation de carthamine.
Toru Nakayama, co-auteur de l’étude, affirme que leur découverte contribuera à ouvrir la voie à la generation de carthamine sans avoir à dépendre de l’extraction des corolles de carthame. « À l’avenir, nous pourrons peut-être produire ce composé utile par voie microbienne en grandes quantités en utilisant l’ingénierie métabolique », a déclaré Nakayama.
