پیشرفت تحقیق در مورد بیوسنتز Verbascoside

خلاصه:

ورباسکوزید(بدانید کهاکتئوزید)یک مشتق فنتیل گلیکوزید متشکل از کافئیک اسید، هیدروکسی تیروزول، گلوکز و رامنوز است که به طور گسترده در انواع گیاهان دارویی طبیعی یافت می شود.ضد التهاب, آنتی باکتریالl, antiviرال,ضد تومور, ضد اکسیداتیوضد درد، محافظت کننده عصبی،بهبود عملکرد جنسی,تنظیم ایمنیو حافظه سلولی و بسیاری از فعالیت های بیولوژیکی دیگر را بهبود بخشید.

با این حال، ورباسکوزید مشتق شده از گیاه مشکلات محتوای کم و آلودگی محیطی دارد و نمی تواند به تولید سبز و پایدار در مقیاس بزرگ دست یابد. مجموعه‌ای از کارخانه‌های سلول‌های میکروبی (Wecistanche Bio-Tech) محصولات طبیعی گیاهی با موفقیت توسط زیست‌شناسی مصنوعی ساخته شدند که ایده جدیدی برای تولید کارآمد ورباسکوزید ارائه کرد. وضعیت تحقیقاتی کارخانه‌های سلول ورباسکوزید، از جمله تجزیه و تحلیل مسیرهای متابولیکی کلیدی برای بیوسنتز فن‌اتیل آمین، استخراج و بهینه‌سازی عناصر ژنی کلیدی، و سنتز پیش‌سازهای کلیدی، به منظور ایجاد پایه‌ای برای بیوسنتز ورباسکوزید مورد بررسی قرار گرفت. فن اتیلوزید، ورباسکوزید، آنالیز مسیر، بیوسنتز

گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید (PhGs) دسته ای از متابولیت های ثانویه گیاهی هستند که توسط گروه های قندی مختلف تغییر یافته و دارای فعالیت های بیولوژیکی مهمی مانند ضد باکتری، ضد تومور، ضد ویروسی، ضد التهابی و آنتی اکسیدانی هستند [1]. گلیکوزیدهای فنیل اتانول به طور گسترده در گیاهان دو لپه ای وجود دارند. تاکنون انواع مختلفی از ترکیبات فنیل اتانوئیدی مانند سیستانوزید C، توبروسین B و ورباسکوزید از گیاهان جدا شده است (شکل 1a). ساختار مولکولی نشان می دهد که گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید دارای -D-گلوکوپیرانوز به عنوان هسته قند مرکزی، استیل، کافئویل، فرولوئیل، کوماروئیل، سینامیل و وانیلیل به عنوان زنجیره های جانبی، و رامنوز، آرابینوئیل تغییرات مختلف گلیکوزیل، مانند قند، گلوکوز و گالاکتوز، دارای تنوع ساختاری غنی است. با توجه به تعداد گلیکوزیدها، فنتیل گلیکوزیدها را می توان به مونوگلیکوزیدها، دی گلیکوزیدها، تری گلیکوزیدها و تتراگلیکوزیدها [2] تقسیم کرد (شکل 1c).

اکتئوزید (ACT) یک نماینده معمولی فنتیل دیزوزید است و ساختار آن از کافئیک اسید (CA)، هیدروکسی تیروزول (HT)، گلوکز و رامنوز اصلاح شده با C3 تشکیل شده است. التهاب، ضدباکتری، مهار اچ‌آی‌وی-1 رونوشت معکوس، ضد تومور و ضد اکسیداسیون و غیره اثرات محافظتی مهمی در ترمیم آسیب‌های سیستم عصبی، تنظیم دستگاه گوارش، تنظیم سیستم ایمنی بدن و غیره دارد و بسیار عالی است. ارزش بالقوه و اقتصادی در زمینه توسعه داروهای جدید. 1].ورباسکوزیدعمدتاً در ریشه، ساقه، برگ و گل بیش از 200 گونه گیاهی از جمله Verbena، Gesneriaceae، Lamiaceae، Scrophulariaceae، Oleaceae، Ledanaceae، Mutongaceae و Plantain وجود دارد [3]، به دلیل تفاوت در ظرفیت بیوسنتزی خود گیاه. و همچنین گونه، منشاء، شرایط کشت و برداشت، تفاوت های قابل توجهی در محتوای ورباسکوزید در گیاهان [4-13] وجود دارد، مانند نام "جینسینگ صحرا". 

اطلاعات بیشتر در مورد Acteoside در Cistanche Tubulosa

میانگین محتوایسیستانچ توبولوزاکه متعلق به خانواده Cistanche deserticola است، می تواند به 4.75 درصد برسد، در حالی که میانگین محتوای در بیابان Cistanche و Cistanche یکسان است، فقط 0.23 درصد [9] (شکل 1b). ). در حال حاضر، هنگام سنتز ورباسکوزید به روش شیمیایی [14]، مشکلاتی مانند مسیر طولانی مصنوعی، واکنش‌های جانبی زیاد، قدرت تفکیک کایرال دست و پاگیر، بازده کم و هزینه بالا وجود دارد. بنابراین، ورباسکوزید مشتق شده از استخراج گیاه هنوز هم موقعیت غالب در بازار را اشغال می کند. با این حال، به دلیل محتوای کم در گیاهان، فرآیند پیچیده استخراج و چرخه رشد طولانی گیاهان، که به شدت تحت تأثیر عواملی مانند آب و هوا و محیط زیست قرار دارند، نمی توان منبع پایداری از مواد اولیه برای استخراج محصولات طبیعی تهیه کرد. ، که تولید در مقیاس بزرگ آن را بسیار محدود می کند. انتظار می رود استفاده از زیست شناسی مصنوعی برای طراحی منطقی و تبدیل سنتز محصولات طبیعی، راه حل های جدیدی را برای چالش های عمده ای که بشر در زمینه منابع و محیط زیست با آن مواجه است، ارائه دهد. به عنوان مثال، استخراج در مقیاس بزرگ اجزای آنزیمی و پروتئینی جدید از طبیعت، شار و کارایی پروتئین های آنزیمی را از طریق تبدیل تا حد زیادی بهبود می بخشد. مولفه‌سازی و مونتاژ مدولار مسیرهای متابولیک مرتبط با بیوسنتز از منابع مختلف برای ساختن کارخانه‌های کارآمد سلول‌های میکروبی. در حال حاضر، بیوسنتز و تبدیل محصولات طبیعی مختلف مانند ترپنوئیدها، فلاونوئیدها، آلکالوئیدها و ساپونین ها با موفقیت به دست آمده است [15]. برای گلیکوزیدهای فنیل اتانول، میکروارگانیسم ها پیش سازهای کلیدی خود (مانند اسید کافئیک، هیدروکسی تیروزول و غیره)، تیروزول و رودیولا را سنتز می کنند.

با این حال، از آنجایی که عناصر و مسیرهای کلیدی سنتز ورباسکوزید به طور کامل حل نشده اند، عمدتاً آسیل ترانسفرازها و رامنوزیل ترانسفرازها در مسیرهای انتقال آسیل پایین دست و تغییر گلیکوزیل گزارش نشده اند، و توالی کاتالیزوری اسیلاسیون و رامنوسیلاسیون گزارش نشده است. همچنین تایید نشده است، که مانع از تحقیقات در مورد بیوسنتز ورباسکوزید می شود. در این مقاله، وضعیت تحقیق فنتیل گلیکوزیدها از تجزیه و تحلیل مسیرهای متابولیک کلیدی در بیوسنتز فن اتیل الکل، استخراج و بهینه سازی عناصر کلیدی ژن، و سنتز پیش سازهای کلیدی، و مشکلات فعلی و توسعه آینده معرفی خواهد شد. روندها مورد بحث قرار خواهد گرفت. به منظور فراهم آوردن زمینه برای احداث کارخانه سلول ورباسکوزید.