Verbascoside Biyosentezi Üzerine Araştırma İlerlemesi

Soyut:

Verbascoside(olarak bilinActeoside)çeşitli doğal şifalı bitkilerde yaygın olarak bulunan kafeik asit, hidroksitirosol, glikoz ve ramnozdan oluşan bir fenetil glikozit türevidir.antienflamatuvar, antibakteriyell, antiviral,antitümör, anti-oksidatif, analjezik, nöroprotektif,geliştirilmiş cinsel işlev,bağışıklık düzenlemesive gelişmiş hücresel hafıza ve diğer birçok biyolojik aktivite.

Bununla birlikte, bitki kaynaklı verbascoside, düşük içerik ve çevre kirliliği sorunlarına sahiptir ve yeşil ve sürdürülebilir büyük ölçekli üretime ulaşamaz. Bitkisel doğal ürünlerden oluşan bir dizi mikrobiyal hücre fabrikası (Wecistanche Bio-Tech) sentetik biyoloji ile başarılı bir şekilde inşa edildi ve bu da verbascoside'ın verimli üretimi için yeni bir fikir sağladı. Verbascoside biyosentezi için bir temel oluşturmak amacıyla, fenetilamin biyosentezi için temel metabolik yolların analizi, anahtar gen elementlerinin madenciliği ve optimizasyonu ve anahtar öncüllerin sentezi dahil olmak üzere, verbascoside hücre fabrikalarının araştırma durumu gözden geçirildi. Anahtar Kelimeler fenetilozid, Verbascoside, yol analizi, biyosentez

Feniletanoid glikozitler (PhG'ler), antibakteriyel, antitümör, antiviral, antienflamatuar ve antioksidan gibi önemli biyolojik aktivitelere sahip çeşitli şeker grupları tarafından modifiye edilmiş bir bitki sekonder metabolitleri sınıfıdır [1]. Feniletanol glikozitler, dikotiledonlu bitkilerde yaygın olarak bulunur. Şimdiye kadar, cistanosid C, tuberosin B ve verbascoside gibi çeşitli feniletanoid bileşikleri bitkilerden izole edilmiştir (Şekil 1a). Moleküler yapı, feniletanoid glikozitlerin merkezi şeker çekirdeği olarak -D-glukopiranoz, yan zincirler olarak asetil, kafeoil, feruloil, kumaroil, sinnamil ve vanilil ve ramnoz, arabinoil gibi farklı glikozil modifikasyonlarına sahip olduğunu gösterir. galaktoz, zengin yapısal çeşitliliğe sahiptir. Fenetil glikozitler, glikozitlerin sayısına göre monoglikozitler, diglikositler, triglikozitler ve tetraglikozitler olarak ayrılabilir [2] (Şekil 1c).

Acteoside (ACT), fenetil disosidin tipik bir temsilcisidir ve yapısı kafeik asit (CA), hidroksitirosol (HT), glukoz ve C3 modifiye ramnozdan oluşur. Enflamasyon, antibakteriyel, HIV-1 ters transkriptaz inhibisyonu, anti-tümör ve anti-oksidasyon vb., sinir sistemi hasar onarımı, sindirim sistemi düzenlemesi, bağışıklık sistemi düzenlemesi vb. üzerinde önemli koruyucu etkilere sahiptir ve büyük yeni ilaç geliştirme alanında potansiyel ve ekonomik değer. 1].VerbascosideBitkinin kendi biyosentetik kapasitesindeki farklılık nedeniyle, Verbena, Gesneriaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Oleaceae, Ledanaceae, Mutongaceae ve Plantain dahil olmak üzere 200'den fazla bitki türünün temel olarak köklerinde, gövdelerinde, yapraklarında ve çiçeklerinde bulunur. tür, orijin, yetiştirme ve hasat koşullarının yanı sıra bitkilerde verbascoside içeriğinde [4-13] önemli farklılıklar vardır.çöl ginsengi". 

Acteoside in Cistanche Tubulosa hakkında daha fazla bilgi

ortalama içerikCistanche TubulosaCistanche Deserticola ailesine ait olan , yüzde 4.75'e ulaşabilirken, Cistanche çölü ve Cistanche çölündeki ortalama içerik aynı, sadece yüzde 0.23 [9] (Şekil 1b). ). Şu anda, verbascoside kimyasal yöntemle[14] sentezlenirken, uzun sentetik yol, birçok yan reaksiyon, hantal kiral çözünürlük, düşük verim ve yüksek maliyet gibi sorunlar vardır. Bu nedenle, bitki ekstraksiyonundan elde edilen verbascoside, pazarda hala baskın bir konuma sahiptir. Bununla birlikte, iklim ve çevre gibi faktörlerden büyük ölçüde etkilenen bitkilerdeki düşük içerik, karmaşık ekstraksiyon süreci ve bitkilerin uzun büyüme döngüsü nedeniyle, doğal ürün ekstraksiyonu için istikrarlı bir hammadde kaynağı sağlamak imkansızdır. büyük ölçekli üretimini büyük ölçüde sınırlayan . Doğal ürünlerin sentezini rasyonel olarak tasarlamak ve dönüştürmek için sentetik biyolojinin kullanılmasının, insanoğlunun kaynaklar ve çevre alanlarında karşılaştığı büyük zorluklara yeni çözümler sağlaması bekleniyor. Örneğin, doğadan yeni enzim ve protein bileşenlerinin büyük ölçekli madenciliği, dönüşüm yoluyla enzim proteinlerinin akışını ve verimliliğini büyük ölçüde iyileştirir; Sonunda verimli mikrobiyal hücre fabrikaları oluşturmak için farklı kaynaklardan biyosentez ile ilgili metabolik yolların bileşenleştirilmesi ve modüler montajı. Şu anda terpenoidler, flavonoidler, alkaloidler ve saponinler gibi çeşitli doğal ürünlerin biyosentezi ve dönüşümü başarıyla gerçekleştirilmiştir [15]. Feniletanol glikozitler için, mikroorganizmalar temel öncüllerini (kafeik asit, hidroksitirosol vb.), tirozol ve Rhodiola tarafını sentezler.

Bununla birlikte, verbascoside sentezinin temel elemanları ve yolları tam olarak çözülmediği için, aşağı akış asil transferi ve glikosil modifikasyon yollarındaki esas olarak asiltransferazlar ve rhamnosiltransferazlar bildirilmemiştir ve asilasyon ve rhamnosilasyonun katalitik dizisi rapor edilmemiştir. Ayrıca, verbascoside biyosentezi üzerine araştırmayı engelleyen doğrulanmamıştır. Bu yazıda, fenetil glikozitlerin araştırma durumu, fenetil alkol biyosentezindeki anahtar metabolik yolların analizinden, anahtar gen elementlerinin madenciliği ve optimizasyonundan ve anahtar öncüllerin sentezinden ve mevcut problemlerden ve gelecekteki gelişimden tanıtılacaktır. eğilimler tartışılacaktır. Verbascoside hücre fabrikasının inşası için temel sağlamak amacıyla.