Napredak istraživanja biosinteze verbaskozida

Sažetak:

verbaskozid(znati kaoakteozid)je derivat fenetil glikozida sastavljen od kafeinske kiseline, hidroksitirozola, glukoze i ramnoze, široko zastupljen u raznim prirodnim ljekovitim biljkama, sprotuupalno, antibakterijskil, antiviral,antitumorski, antioksidativno, analgetik, neuroprotektivno,poboljšana seksualna funkcija,imunološka regulacijai poboljšana stanična memorija i mnoge druge biološke aktivnosti.

Međutim, verbaskozid dobiven iz biljaka ima problema s niskim sadržajem i onečišćenjem okoliša te ne može postići zelenu i održivu proizvodnju velikih razmjera. Niz tvornica mikrobnih stanica (Wecistanche Bio-Tech) biljnih prirodnih proizvoda uspješno je konstruirao sintetskom biologijom, što je dalo novu ideju za učinkovitu proizvodnju verbaskozida. Pregledan je status istraživanja staničnih tvornica verbaskozida, uključujući analizu ključnih metaboličkih putova za biosintezu fenetilamina, rudarenje i optimizaciju ključnih genskih elemenata i sintezu ključnih prekursora, kako bi se postavili temelji za biosintezu verbaskozida. Ključne riječi fenetilozid, verbaskozid, analiza puta, biosinteza

Feniletanoidni glikozidi (PhG) su klasa biljnih sekundarnih metabolita modificiranih različitim grupama šećera, koji imaju važne biološke aktivnosti kao što su antibakterijska, antitumorska, antivirusna, protuupalna i antioksidativna [1]. Feniletanol glikozidi su široko prisutni u dvosupnicama. Do sada su iz biljaka izolirani razni feniletanoidni spojevi, poput cistanozida C, tuberozina B i verbaskozida (Slika 1a). Molekularna struktura pokazuje da feniletanoidni glikozidi imaju -D-glukopiranozu kao središnju šećernu jezgru, acetil, kafeoil, feruloil, kumaroil, cinamil i vanilil kao bočne lance, te ramnozu, arabinoil. Različite modifikacije glikozila, kao što su šećer, celoza, glukoza i galaktoze, imaju bogatu strukturnu raznolikost. Prema broju glikozida fenetil glikozide možemo podijeliti na monoglikozide, diglikozide, triglikozide i tetraglikozide [2] (slika 1c).

Akteozid (ACT) je tipičan predstavnik fenetil disozida, a njegova struktura se sastoji od kafeinske kiseline (CA), hidroksitirozola (HT), glukoze i C3 modificirane ramnoze. Upalni, antibakterijski, inhibicija HIV-1 reverzne transkriptaze, antitumorski i antioksidacijski, itd., imaju važne zaštitne učinke na popravak oštećenja živčanog sustava, regulaciju probavnog sustava, regulaciju imunološkog sustava itd., i imaju velike potencijal i ekonomsku vrijednost u području razvoja novih lijekova. 1].verbaskoziduglavnom postoje u korijenju, stabljici, lišću i cvjetovima više od 200 vrsta biljaka uključujući Verbenu, Gesneriaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Oleaceae, Ledanaceae, Mutongaceae i trputac [3], zbog razlike u biosintetskom kapacitetu same biljke , kao i vrste, podrijetla, uzgoja i uvjeta berbe, postoje značajne razlike u sadržaju verbaskozida u biljkama [4-13], kao npr. u nazivu "pustinjski ginseng". 

Više informacija o Acteoside u Cistanche Tubulosa

Prosječan sadržajCistanche Tubulosa, koji pripada obitelji Cistanche deserticola, može doseći 4,75 posto, dok je prosječni sadržaj u pustinjskoj Cistanche i Cistanche desert isti, samo 0.23 posto [9] (Sl. 1b). ). Trenutno, kada se sintetizira verbaskozid kemijskom metodom[14], postoje problemi kao što su dug sintetski put, mnoge nuspojave, glomazna kiralna rezolucija, nizak prinos i visoka cijena. Stoga verbaskozid dobiven iz biljnih ekstrakata još uvijek zauzima dominantan položaj na tržištu. Međutim, zbog niskog udjela u biljkama, složenog procesa ekstrakcije i dugog ciklusa rasta biljaka, na koje uvelike utječu čimbenici poput klime i okoliša, nemoguće je osigurati stabilan izvor sirovina za ekstrakciju prirodnih proizvoda , što uvelike ograničava njegovu masovnu proizvodnju. Očekuje se da će korištenje sintetičke biologije za racionalno dizajniranje i transformaciju sinteze prirodnih proizvoda pružiti nova rješenja za glavne izazove s kojima se čovječanstvo suočava u područjima resursa i okoliša. Na primjer, veliko rudarenje novih enzimskih i proteinskih komponenti iz prirode, uvelike poboljšavajući tok i učinkovitost enzimskih proteina kroz transformaciju; komponentizacija i modularno sklapanje metaboličkih putova povezanih s biosintezom iz različitih izvora kako bi se konačno izgradile učinkovite tvornice mikrobnih stanica. Trenutno je uspješno postignuta biosinteza i transformacija raznih prirodnih proizvoda kao što su terpenoidi, flavonoidi, alkaloidi i saponini [15]. Za feniletanol glikozide, mikroorganizmi sintetiziraju njihove ključne prekursore (kao što su kafeinska kiselina, hidroksitirozol, itd.), tirozol i stranu Rhodiola.

Međutim, budući da ključni elementi i putovi sinteze verbaskozida nisu u potpunosti razjašnjeni, nisu prijavljeni uglavnom aciltransferaze i ramnoziltransferaze u nizvodnom acilnom prijenosu i putovima modifikacije glikozila, a nije prijavljen ni katalitički slijed acilacije i ramnozilacije. Također nije validiran, što otežava istraživanje biosinteze verbaskozida. U ovom radu će se predstaviti status istraživanja fenetil glikozida iz analize ključnih metaboličkih putova u biosintezi fenetil alkohola, rudarenja i optimizacije ključnih genskih elemenata i sinteze ključnih prekursora, te trenutnih problema i budućeg razvoja raspravljat će se o trendovima. Kako bi se osigurala osnova za izgradnju tvornice stanica Verbascoside.