Povećanje antikancerogenog potencijala endofita Aspergillus favus iz taksola jojobe kroz konjugaciju nanočestica zlata putem – zračenja

Rasprava

Gljivični endofiti s potencijom stvaranja taksola pobudili su nadu za masovnu proizvodnjuTaxol zbog njihovog brzog rasta, ekonomičnog procesa fermentacije, neovisnosti o klimatskimpromjene i izvedivost genetske manipulacije. Međutimanticipacija gljiva za industrijskeproizvodnja Taxola bila je dovedena u pitanje zbog njihovog nižeg ponovljivog prinosa i gubitkaProduktivnost taksola uz potkulturu [14, 16, 26, 39, 45, 53, 54]. Većina endofitnihGljive koje proizvode taksol izolirane su izTaxussp. iPodocarpussp. koji pripadajuobitelji Taxaceae [18, 39]. Istraživanje proizvodnje taksola od strane endofitnih gljiva izbiljke izvan obitelji Taxaceae s vjerojatnom produktivnošću taksola glavni je ciljbiotehnolozi.Jojobajedna je od tradicionalno najpriznatijih ljekovitih biljakazbog svoje etnofarmakološke važnosti kao što je antimikrobno djelovanje, protuupalno iantikancerogene aktivnosti [24, 55]. Stoga je cilj ove studije bio izolirati i procijenitiSnaga proizvodnje taksola kod endofitnih gljiva izjojobabiljka. Među oporavljenimagljive, endofitni izolatA. favusdao je najveći prinos taksola (88,65 ug/l), kako je potvrđenoiz TLC, UV-apsorpcije i HPLC analize. Slična paradigma probira zaProizvodnja taksola zabilježena je za endofite izGinko biloba [28] i druge biljke[15, 18, 20, 39, 56]. Prinos taksola zaA. favusje dogovoreno saP. polonicum, endofite odGinkgo biloba [28] iA. favipes [15, 39], A. terreus [15, 39], endofit odP. gracilior, kao i za endofite ofTaxusspp. kao nprA. candidus, Fusarium solani [57], A. niger [58], iA. fumigatus. IdentitetA. favus, moćni taksol koji proizvodi gljiviceizolata, potvrđeno je molekularnom analizom ITS regije, a sekvenca je bilapohranjeno u Genbanku s pristupnim brojem MW485934.1, kao i na Mikološkom sveučilištu AssiutCentar (AUMC), Egipat s depozitom # AUMC13892. Slično tome, identitetA. omiljenipotvrđeno je na temelju sekvence ITS regije [49, 59], 2018, 2019, [1, 11, 36, 43, 60–68]. Kemijska struktura ekstrahiranog Taxola izA. favusbio je1 HNMR i FT-IRanalize.

Kliknite ovdje da biste saznali Cistanche funkcije protiv raka i Cistanche suplemente za prodaju

Razlučni signali HNMR zaA. favusTaxol je bio identičan standarduTaxol, koji je raspoređen između 1.0 i 8.0 ppm. Tri protonska signala razlučena su na1.0–3.0 ppm što odgovara metilnim, acetatnim i acetilenskim skupinama, dok su signali zaaromatski dijelovi razdvojeni su na 6,5–9.0 ppm [17, 45]. Dosljedno, za sve Taxane scafnabora, signali za protone njihovih bočnih lanaca razdvojeni su na 2.0–7.0 ppm, dok su oni za benzoat (C2), fenil (C3) i benzamid (C3) skupine razdvojene su na 70 i 8,4 ppm [69] ( [70]. FT-IR spektriA. favusTaxol je bio poput autentičnog Taxola, podudaran s Taxolomod drugih gljivičnih izolata [3], Visalakchi et al. 2010). Prinos taksola izA. favusbio jeoptimizirano metodologijom površine odziva koristeći Plackett–Burmanov dizajn [17–20, 45, 46, 49, 71]. Prinos taksola je povećan za oko 1,8 puta nakon odgovora na faktorijeldizajn procesa optimizacije prehrane [17, 45]. Vrlo značajne varijable koje utječuProizvodnja taksola poA. favusje dodatno optimiziran s CCD dizajnom, dajući maksimumprinos (302,72 ug/l) s cisteinom (0,5 g/L) na pH 6,0 i inkubirana 7 dana. U annastojati poboljšati proizvodnju TaxolaA. favus, kojima su bile izložene spore gljivicaionizirajuće - zračenje i spore su uzgojene na modificiranom bujonskom mediju ekstrakta slada,i Taxol je ekstrahiran i kvantificiran. Nakon zračenja -zrakama, Taxol se popušta zaA. faprotivnije značajno povećan u usporedbi s kontrolnim kulturama, što ukazuje na nedostatakindukcije biosintetskog klastera gena taksola. Međutim, prinos taksola bio je neznatanpovećan zaFusarium maireiNodulisporium styliformkao odgovor na gama-zračenjecija [1, 72], El-Sayed i sur., 2020.). Produktivnost taksola poA. favuskao odgovor na različitemediji su proučavani.A. favusdao najveći prinos taksola uzgojem na Czapek-Doxumedija i ekstrakta slada, što je u skladu s rezultatima za proizvodnju taksolaA. terreus [16, 53] iP. polonij [28]. Međutim, prijavljena je prednost PDB-a za proizvodnju taksolaA. kandidusiF. solani [73].

Tablica 7Antimikrobna aktivnost Taxola protiv različitih patogenih mikroorganizama prikazanih dijammetar zone inhibicije (mm)

Za povećanje ciljanosti, topljivost i učinkovitost Taxola u vezivanju s ciljnim proteinomin vivo, motivirano je nekoliko uspješnih ispitivanja. Konjugacija AuNP smanje topljivi kemoterapijski lijekovi jedna je od najnovijih veličanstvenih tehnologija za povećanjetopljivost i ciljanost nekoliko kemoterapijskih lijekova. Pročišćeni Taxol izA. favusje konjugiran s AuNP, u prisutnosti PVP-a kao zatvarača i stabilizatoraagens, posredovan zračenjem -zrakama. AuNP je pripremljen na temelju -zračenjasmanjenje prisutnosti PVP-a kao stabilizatora za sprječavanje metalnih koloidabrza agregacija, što se otkriva promjenom boje i jakom apsorpcijskom trakom na λ540 nm. Promjena boje obično se pripisuje površinskoj plazmonskoj rezonanciji (SPR) [74], a oštri vrhovi visokog intenziteta osiguravaju najveći prinos i raspodjelu veličinesintetiziranih AuNP-ova. Gama-zračenje je potvrđeno kao jedno od najpoželjnijihmetode za sintezu metalnih nanočestica zbog njihovih visoko redukcijskih radikala igeneriranje slobodnih elektrona bez stvaranja nusprodukta [50]. Veličina čestica dobivena izDLS mjerenja od 47,58 nm bila su veća od TEM rezultata (13.0–21.0 nm) jer je DLSanaliza mjeri hidrodinamički radijus. Iz XRD analize, razvojkristalna struktura konzorcija Taxol-PVP-AuNPs otkrivena je difrakcijomima vrhove na 2ɵ=38.18 stupnjeva, 44,01 stupnjeva, 64,57 stupnjeva, 77,67 stupnjeva i 81,74 stupnjeva koji opisuju Braggova opažanjana (111), (200), (220), (311), odnosno (222) [51]. Sintetizirani AuNPpokazala je kristalnu čvrstoću i dala kubičnu (fcc) kristalnu strukturu s plošnim središtem, sajedan amorfni pik na 19,25 stupnjeva za taksol koji je uključen u organizaciju i trajnostAuNP-ova [52].

Theantiproliferativno djelovanjeTaxol-PVP-AuNPs konjugata procijenjeno je u odnosu naHEPG-2 i MCF-7 stanične linije, normalizirane na nativni Taxol i AuNP, odvojeno. Thebioaktivnost Taxola je dramatično povećana nakon konjugacije s AuNP-ovima, u usporedbinativni Taxol kao kontrolu.

Poboljšaniantikancerogeno djelovanjeTaxola od strane AuNP može biti posljedica smanjenjana limfnu drenažu, povećanu cirkulaciju krvi i topljivost taksolakonjugacije s AuNP-ovima i u usporedbi s nativnim taksolom [75]. AuNP primaju sjajnopažnju zbog niske toksičnosti, veće mogućnosti vezanja s različitim molekulama,i biokompatibilnost [76]. Iz IC-a50vrijednosti, Taxol-PVP-AuNPs konzorcij disimao je značajnu aktivnost protiv HEPG-2 i MCF-7, u usporedbi s prirodnim Taxolomi AuNP odvojeno. Što se tiče bioaktivnosti AuNP-ova, antiproliferativniaktivnost konzorcija Taxol-PVP-AuNPs povećana je za oko 4 puta u usporedbi sAuNP kao kontrola. Zanimljivo je da je aktivnost konzorcija Taxol-AuNPs bila uvjerljivau skladu s autentičnim Taxolom. Antimikrobno djelovanjeA. favusTaxol-AuNPskonzorcij je procijenjen protiv različitih patogenih mikroorganizama rezistentnih na više lijekova. Nakon konjugacije s AuNP, antimikrobna aktivnost Taxola bila je snažnapovećan u usporedbi s prirodnim taksolom i AuNP-ovima, zasebno. Konzorcij Taxol-AuNPSpokazao najveću aktivnost protivE. aglomerati, C. albicans, iE coli.Theveća aktivnost Taxola nakon konjugacije s AuNP potvrđuje bioraspoloživost,topljivost, i učinkovitost Taxola da se veže s ciljnim proteinom tubulina in vivo.

Dodatna informacija

Internetska verzija sadrži dodatni materijal dostupan na

PriznanjaCijenimo financijsku potporu Akademije za znanstveno istraživanje i tehnologiju, Egipat, prof. Ashrafu SA El-Sayedu. Zahvaljujemo dr. Nabilu Z. Mohamedu, članu EFBL-a, na njegovim smjernicamao kromatografskoj analizi taksola i identifikaciji gljivica.

Autorski doprinosAIE, MK i GME konceptualiziraju istraživačku ravan. SSA izvodi eksperimentraditi. ASE je napisao rukopis. AFE revidira i uređuje rukopis. Svi autori su pročitali i odobrilikonačni rukopis.

FinanciranjeFinanciranje otvorenog pristupa osigurava The Science, Technology & Innovation Funding Authority(STDF) u suradnji s The Egyptian Knowledge Bank (EKB). Izuzetno cijenimo financijsku potporus Egipatske akademije za znanstveno istraživanje i tehnologiju, ASRT-2021.

Dostupnost podatakaSvi podaci dostupni su u ovom rukopisu.

Suglasnost za objavuNije primjenjivo

Reference

1. El-Sayed, ASAFE, Fujimoto, S., Yamada, C., Suzuki, H. (2010.). Enzimska sinteza -glutamil glutamina, stabilni analog glutamina, pomoću -glutamiltranspeptidaze iz Escherichie coliK-12(2010). Biotechnology Letters, 32(12), 1877–1881.  

2. Goldspiel, BR (1997). Klinički pregled taksana.Farmakoterapija, 17, 110S-125S. 

3. Kumaran, RS, Muthumary, J. i Hur, BK (2008). Proizvodnja taksola izPhyllosticta spinarum, endofitna gljiva Cupressus sp.Inženjerstvo u znanostima o životu, 8, 438–446. 

4. Schif, PB, Fant, J. i Horwitz, SB (1979). Poticanje sklapanja mikrotubula in vitro pomoću taksola.Priroda, 277, 665–667. 

5. Wani, MC, Taylor, HL, Wall, ME, Coggon, P., McPhail, AT (1971) Biljna antitumorska sredstva. VI.Izolacija i struktura Taxola, novog antileukemijskog i antitumorskog sredstva iz Taxus bretvifolia.Časopis Američkog kemijskog društva(str. 2325–2327).

6. Malik, S., Cusidó, RM, Mirjalili, MH, Moyano, E., Palazón, J. i Bonfll, M. (2011.). Proizvodnjalijek protiv raka taksol inTaxus baccatasuspenzijske kulture: pregled.Biokemija procesa, 46, 23–34. 

7. Kingston, DG, Jagtap, PG, Yuan, H. i Samala, L. (2002). Kemija taksola i srodnihtaksoidi. Fortschritte der Chemie organischer Naturstofe. Napredak u kemiji organskog prirodnogproizvoda.Progrès dans la chimie des substances organiques naturallles, 84, 53–225. 

8. Kingston, DGI, Samaranayake, G. i Ivey, CA (1990). Kemija Taxola, klinički korisnasredstvo protiv raka1.Journal of Natural Products, 53, 1–12.

9. Exposito, O., Bonfll, M., Moyano, E., Onrubia, M., Mirjalili, M., Cusido, R., i Palazon, J. (2009.).Biotehnološka proizvodnja taksola i srodnih taksoida: trenutno stanje i perspektive.Protiv rakaSredstva u medicinskoj kemiji, 9, 109–121. 

10. Stierle, A., Strobel, G., Stierle, D., Grothaus, P. i Bignami, G. (1995.). Potraga za Taxol-promikroorganizam ducent među endofitnim gljivama pacifičke tise, Taxus brevifolia.časopis zaPrirodni proizvodi, 58, 1315–1324.

11. Stierle, A., Strobel, G. i Stierle, D. (1993). Proizvodnja taksola i taksana pomoću Taxomyces andreanae,endofitna gljiva pacifičke tise.Znanost, 260, 214–216. 

12. Li J-y., Strobel G, Sidhu R, Hess WM, Ford EJ (1996.) Endofitske gljive koje proizvode taksol iz ćelavicečempres, Taxodium distichum.Mikrobiologija. 142:2223–2226. 

13. Strobel, G. i Daisy, B. (2003). Bioprospekcija mikrobnih endofita i njihovih prirodnih proizvoda. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 67, 491–502. 

14. El-Sayed, ASA, Yassin, MA, i Ali, GS (2015). Transkripcijsko i proteomsko profiliranjeKao i pogillus favipeskao odgovor na gladovanje sumporom.PLoS JEDAN.

15. El-Sayed, ASA, Mohamed, NZ, Safan, S., Yassin, MA, Shaban, L., Shindia, AA, Shad Ali,G. i Sitohy, MZ (2019). Obnavljanje Taxol biosintetskih strojeva Aspergillus terreusa od straneMikrobiom Podocarpus gracilior Pilger, s dohvaćanjem proteina biogeneze ribosoma WD40natporodica.Znanstvena izvješća, 9, 11534. 

16. El-Sayed, ASA, Safan, S., Mohamed, NZ, Shaban, L., Ali, GS, i Sitohy, MZ (2018).Indukcija biosinteze taksola pomoću Aspergillus terreus, endofita Podocarpus gracilior Pilger,nakon intimne interakcije s biljnim endogenim mikrobima.Biokemija procesa, 71, 31–40. 

17. El-Sayed, ASA, Fathalla, M., Yassin, MA, Zein, N., Morsy, S., Sitohy, M. i Sitohy, B.(2020). Konjugacija Aspergillus favipes taksola s porfirinom povećava antikancerogeno djelovanjetaksola i poboljšava njegove citotoksične učinke.Molekule, 25, 1–13.

Pitajte za više:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950