تقدم البحث في التخليق الحيوي للفيرباسكوزيد

الملخص:

فيرباسكوسايد(تعرف باسمأكتيوسيد)هو مشتق من الفينيثيل جليكوسيد يتكون من حمض الكافيين ، هيدروكسي إيروسول ، جلوكوز ورامنوز ، يوجد على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من النباتات الطبية الطبيعية ، معمضاد التهاب, مضادات البكتيرياl, مضادراؤول,مضاد للورم, مضاد للأكسدة، مسكن ، اعصاب ،تحسين الوظيفة الجنسية,تنظيم المناعةوتحسين الذاكرة الخلوية والعديد من الأنشطة البيولوجية الأخرى.

ومع ذلك ، فإن verbascoside المشتق من النبات يعاني من مشاكل المحتوى المنخفض والتلوث البيئي ، ولا يمكنه تحقيق الإنتاج الأخضر والمستدام على نطاق واسع. تم بناء سلسلة من مصانع الخلايا الميكروبية (Wecistanche Bio-Tech) للمنتجات الطبيعية النباتية بنجاح بواسطة البيولوجيا التركيبية ، والتي قدمت فكرة جديدة للإنتاج الفعال لـ verbascoside. تمت مراجعة حالة البحث لمصانع خلايا فيرباسكوزيد ، بما في ذلك تحليل المسارات الأيضية الرئيسية للتخليق الحيوي للفينيثيلامين ، والتعدين وتحسين عناصر الجينات الرئيسية ، وتوليف السلائف الرئيسية ، من أجل وضع أساس للتخليق الحيوي للفيرباسكويد. الكلمات المفتاحية فينيثيلوسيد ، فيرباسكوسايد ، تحليل المسار ، التخليق الحيوي

جليكوسيدات فينيلثانويد (PhGs) هي فئة من المستقلبات الثانوية النباتية المعدلة من قبل مجموعات السكر المختلفة ، والتي لها أنشطة بيولوجية مهمة مثل مضادات البكتيريا ومضادات الأورام ومضادات الفيروسات ومضادات الالتهابات ومضادات الأكسدة [1]. توجد جليكوسيدات الفينيثانول على نطاق واسع في النباتات ثنائية الفلقة. حتى الآن ، تم عزل مجموعة متنوعة من مركبات فينيل إيثانويد من النباتات ، مثل سيستانوسيد سي ، وتوبروزين ب ، وفيرباسكوسايد (الشكل 1 أ). يوضح التركيب الجزيئي أن جليكوسيدات الفينيثانويد تحتوي على -D-glucopyranose مثل قلب السكر المركزي ، والأسيتيل ، والكافويل ، والفيرولويل ، والكومارويل ، والسيناميل ، والفانيليل كسلاسل جانبية ، ورامنوزي ، وأرابينويل ، وتعديلات غليكوزيل مختلفة ، مثل السكر ، والسيلوز ، والجلوكوز ، الجالاكتوز ، لديها تنوع هيكلي غني. وفقًا لعدد الجليكوسيدات ، يمكن تقسيم جليكوسيدات الفينيثيل إلى أحادي الجليكوزيدات ، وديجليكوزيدات ، وثلاثي جليكوسيدات ، ورباعي جليكوزيدات [2] (الشكل 1 ج).

Acteoside (ACT) هو ممثل نموذجي لـ phenethyl disoside ، ويتكون هيكله من حمض الكافيك (CA) ، هيدروكسي تيروسول (HT) ، الجلوكوز و C3 رامنوز المعدل. للالتهابات ، ومضادات الجراثيم ، وتثبيط فيروس نقص المناعة البشرية -1 النسخ العكسي ، ومضاد الأورام والأكسدة ، وما إلى ذلك ، تأثيرات وقائية مهمة على إصلاح تلف الجهاز العصبي ، وتنظيم الجهاز الهضمي ، وتنظيم الجهاز المناعي ، وما إلى ذلك ، ولها تأثير كبير القيمة المحتملة والاقتصادية في مجال تطوير الأدوية الجديدة. 1].فيرباسكوسايدتوجد بشكل أساسي في جذور وسيقان وأوراق وأزهار أكثر من 200 نوع من النباتات بما في ذلك نباتات لويزة ، Gesneriaceae ، Lamiaceae ، Scrophulariaceae ، Oleaceae ، Ledanaceae ، Mutongaceae ، لسان الحمل [3] ، بسبب الاختلاف في قدرة التخليق الحيوي للنبات نفسه ، بالإضافة إلى الأنواع والأصل وظروف الزراعة والحصاد ، هناك اختلافات كبيرة في محتوى فيرباسكوسيد في النباتات [4-13] ، مثل الاسم "الجينسنغ الصحراوي". 

مزيد من المعلومات حول Acteoside في Cistanche Tubulosa

متوسط ​​محتوىسيستانش توبولوسا، التي تنتمي إلى عائلة Cistanche deserticola ، يمكن أن تصل إلى 4.75٪ ، في حين أن متوسط ​​المحتوى في صحراء Cistanche و Cistanche هو نفسه ، فقط 0. 23٪ [9] (الشكل 1 ب). ). في الوقت الحاضر ، عند تصنيع فيرباسكوسايد بالطريقة الكيميائية [14] ، هناك مشاكل مثل المسار التركيبي الطويل ، والعديد من التفاعلات الجانبية ، والاستبانة المرهقة ، والإنتاجية المنخفضة ، والتكلفة العالية. لذلك ، لا يزال فيرباسكوسايد المشتق من استخراج النبات يحتل مكانة مهيمنة في السوق. ومع ذلك ، نظرًا لانخفاض المحتوى في النباتات ، وعملية الاستخراج المعقدة ، ودورة النمو الطويلة للنباتات ، والتي تتأثر بشكل كبير بعوامل مثل المناخ والبيئة ، فمن المستحيل توفير مصدر ثابت للمواد الخام لاستخراج المنتجات الطبيعية ، مما يحد بشكل كبير من إنتاجها على نطاق واسع. من المتوقع أن يوفر استخدام البيولوجيا التركيبية لتصميم وتحويل توليف المنتجات الطبيعية حلولاً جديدة للتحديات الرئيسية التي تواجه البشرية في مجالات الموارد والبيئة. على سبيل المثال ، التعدين على نطاق واسع لمكونات جديدة من الإنزيم والبروتين من الطبيعة ، مما يحسن بشكل كبير تدفق وكفاءة بروتينات الإنزيم من خلال التحول ؛ المكونات والتجميع المعياري للمسارات الأيضية المتعلقة بالتخليق الحيوي من مصادر مختلفة لبناء مصانع خلايا ميكروبية فعالة في النهاية. في الوقت الحاضر ، تم بنجاح تحقيق التخليق الحيوي والتحول لمختلف المنتجات الطبيعية مثل التربينويدات والفلافونويد والقلويدات والسابونين [15]. بالنسبة إلى جليكوسيدات فينيل إيثانول ، تصنع الكائنات الحية الدقيقة سلائفها الرئيسية (مثل حمض الكافيين ، هيدروكسي إيروسول ، إلخ) ، والتيروزول ، وجانب رهوديولا.

ومع ذلك ، نظرًا لأن العناصر والمسارات الرئيسية لتخليق فيرباسكوزيد لم يتم حلها بالكامل ، لم يتم الإبلاغ بشكل أساسي عن ترانسفيرازات الأسيل وناقلات rhamnosyl في مسارات نقل الأسيل في اتجاه المصب ومسارات تعديل الغليكوزيل ، ولم يتم الإبلاغ عن التسلسل التحفيزي للأسيل والراامنوزيل. لم يتم التحقق من صحته أيضًا ، مما يعيق البحث في التخليق الحيوي لفيرباسكوسايد. في هذه الورقة ، سيتم تقديم حالة البحث عن جليكوسيدات الفينيثيل من تحليل المسارات الأيضية الرئيسية في التخليق الحيوي لكحول الفينيثيل ، والتعدين وتحسين عناصر الجينات الرئيسية ، وتوليف السلائف الرئيسية ، والمشاكل الحالية والتطور المستقبلي سيتم مناقشة الاتجاهات. من أجل توفير الأساس لبناء مصنع خلايا Verbascoside.