Создание биосинтетической сети гликозидов лигнанов в Escherichia coli с использованием мультиферментных модулей
Фото: Zakir Rushanly / Pexels
Оригинальное название: Construction of lignan glycosides biosynthetic network in Escherichia coli using mutltienzyme modules
Авторы: Qiao Y; Huang D; Li Y; Jiang S; Chen X
Краткое содержание
Предпосылки: Из-за сложности сети метаболических путей активных ингредиентов точный целенаправленный синтез любого активного ингредиента в рамках синтетической сети представляет собой огромную проблему. На основе полного анализа пути активного ингредиента у данного вида эта цель может быть достигнута путём выяснения функциональных различий каждого фермента в пути и достижения цели за счёт различных комбинаций. Лигнаны представляют собой класс фитоэстрогенов, широко представленных в растениях и играющих роль в различных физиологических процессах растений благодаря своему структурному разнообразию. Кроме того, лигнаны обладают различными полезными для здоровья человека свойствами. Несмотря на их ценность, низкая концентрация лигнанов в растениях ограничивает их извлечение и использование. В последнее время для получения лигнанов исследуются подходы синтетической биологии, однако достижение синтеза большинства лигнанов, особенно более ценных гликозидов лигнанов, в рамках всей синтетической сети остаётся неполным. Результаты: Путём оценки различных методов и последовательностей конструирования генов было установлено, что генетическая конструкция pCDF-Duet-Prx02-PsVAO оказалась наиболее эффективной для получения (+)-пинорезинола, обеспечивая выход до 698,9 мг/л после ферментации в колбах на качалке. На основе стабильного получения (+)-пинорезинола мы синтезировали в условиях in vivo нижестоящие метаболиты. Сравнивая различные методы ферментации, включая «одна клетка — один сосуд» и «мультиклеточный один сосуд», мы установили, что метод «мультиклеточный один сосуд» был более эффективным для получения (+)-ларицирезинола, (-)-секоизоларицирезинола, (-)-матайрезинола и их гликозидных продуктов. Ферментация методом «мультиклеточный один сосуд» дала выход 434,08 мг/л (+)-ларицирезинола, 96,81 мг/л (-)-секоизоларицирезинола и 45,14 мг/л (-)-матайрезинола. Впоследствии, используя строгую специфичность распознавания субстрата UDP-гликозилтрансферазой (UGT) в сочетании с нативным модулем уридиндифосфатглюкозы (UDPG) для синтеза гликозидных продуктов in vivo, были получены следующие выходы: глюкозид (+)-пинорезинола: 1,71 мг/л, (+)-ларицирезинол-4-O-D-глюкопиранозид: 1,3 мг/л, (+)-ларицирезинол-4'-O-D-глюкопиранозид: 836 мкг/л, моноглюкозид (-)-секоизоларицирезинола: 103,77 мкг/л, (-)-матайрезинол-4-O-D-глюкопиранозид: 86,79 мкг/л и (-)-матайрезинол-4'-O-D-глюкопиранозид: 74,5 мкг/л. Заключение: Используя различные методы конструирования и ферментации, мы успешно синтезировали 10 продуктов пути лигнанов Isatis indigotica Fort в Escherichia coli, используя эвгенол в качестве субстрата. Кроме того, комбинируя различные модули, мы получили разнообразный набор продуктов лигнанов, что закладывает основу для будущего высокопродуктивного производства лигнанов.
Продукция «Вейсфарм»
Витамины, минералы, средства для здоровья и гигиены. Разработка и производство по стандартам ЕАЭС, GMP и ISO. Продукцию можно купить в аптеках и на маркетплейсах.
Обзор научной публикации со ссылкой на первоисточник. Информация носит справочный характер, не является рекламой лекарственных средств или БАД и не заменяет консультацию специалиста.