Анализа биосинтетског пута актеозида

1.1 Пут метаболизма фенилаланин актеозида

Тренутно, општи биосинтетички потенцијал метаболички модулиАцтеосидесу постигли консензус, углавном укључујући метаболички пут фенилаланина, пут допамина/тирамина, и низводни унакрсне путеве преноса ацила и модификације гликозила.

Студије су показале да међупродукти у синтези актеозида укључују кафеинску киселину, кафеоил-ЦоА, хидрокситиросол и хидрокситирозол глукозид [16-18]. Експерименти хидролизе ин витро су доказали да се актеозид хидролизује у кафеинску киселину, дерамнозил-актеозид (мутонгфенетозид А) и декафеоил-актеозид под дејством гликозид хидролазе [19-20]. Студије о утицају температуре, светлости, пХ и других фактора на стабилност актеозида показују да се актеозид може разградити у кафеинску киселину и декафеоил-вербазин у раствору [21]. Експерименти на храњењу животиња су показали да су хидролизовани продукти Ацтеозида у урину пацова били хидрокситиросол и кафеинска киселина [22]. У метаболичком путу фенилаланина, фенилаланин се прво претвара у циметну киселину под дејством фенилаланин амонијак лиазе (ПАЛ), а циметова киселина се претвара у фенилаланин под дејством хидроксилазе циметне киселине-4- (Ц4Х). Прстен Ц4 се генерише у п-кумаринску киселину, коју затим катализује кумаринска киселина 3-хидроксилаза (Ц3Х) да би се добила кафеинска киселина [3]. Поред тога, тирозин амонијачна лиаза (ТАЛ) изведена из Саццхаромицес радиата може претворити тирозин у п-кумаринску киселину, а п-кумаринску киселину може катализирати Ц3Х да би се створила кофеинска киселина, која представља извор за хетерологну синтезу кафеинске киселине. нова идеја [23].

Да бисте сазнали више о функцији Цистанцхе Ацтеосиде

1.2 Пут допамина/пут метаболизма тирамина

Интермедијари тирозол и хидрокситиросол допаминског пута/тираминског пута су још један кључни прекурсор за биосинтезу актеозида и могу да генеришу салидрозид или хидрокситирозол глукозид, прекурсорску супстанцу актеозида, кроз различите путеве. Овај пут је важан пут гранања у биосинтези актеозида (слика 2б). Тирозин ствара Л-допу под дејством полифенол оксидазе (ППО)/тирозин хидроксилазе (ТХ), а допа декарбоксилазе (ДОДЦ)/тирозин декарбоксилазе (ТиДЦ) катализују Л-допу. -Допа производи допамин, који се затим обрађује помоћу примарног амин (која садржи бакар) оксидазе (ЦуАО) и алкохол дехидрогеназе (АЛДХ) да би се добио хидрокситиросол [16-18, 24-25]. У другој грани, допамин је катализован примарном амин (бакар) оксидазом (ЦуАО)/моноамин оксидазом (МАО) да би се створио 3,4-ДХПАА. Вавричка и др.[26] користио је хидроксифенилацеталдехид синтазу (ДХПААС) изведену из Бомбик мори са двоструком функцијом алдехид синтазе и декарбоксилазе да катализира Л-допу у 3,4-ДХПАА, а затим АЛДХ катализира 3,4-ДХПАА. производе хидрокситиросол [24]. Пут тирамина може да обезбеди прекурсоре тирозола или хидрокситирозола за пут биосинтезе актеозида. Тирозин катализира ТиДЦ да формира тирамин, који се оксидира у 4-хидроксифенилацеталдехид (4-ХПАА) помоћу ЦуАО/тирамин оксидазе (ТИО), а 4-ХПАА се може претворити у {{19 }}хидроксифенилацеталдехид редуктаза помоћу 4-хидроксифенилацеталдехид редуктазе. (4ХПАР)/АЛДХ се редукује у тиросол, а затим тиросол катализује тиросолхидроксилаза (ТЛХ) да би се добио хидрокситиросол [16-17,24,27-28]. Због хетерогености ТиДЦ, ТИО и АЛДХ, истраживачи су поставили хипотезу о другим путевима синтезе тирамина, то јест, тирозин генерише тирамин под декарбоксилацијом ТиДЦ, а затим тирамин ствара допамин под дејством ТХ, а допамин се декарбоксилира. би ТХ. ТИО се оксидује у 3,4-ДХПАА, који се затим редукује у хидрокситиросол помоћу АЛДХ, али ТХ у овом наводном путу није верификован [28]. Неки научници су претпоставили да полифенол оксидаза (ППО) може катализовати стварање допамина из тирамина и стварање хидрокситирозола из салидрозида хидроксилацијом, али њена функција није верификована [16-18]. Розмаринска киселина је природно полифенолно једињење, а студије су показале да је тирозин трансаминаза (ТАТ) први ензим у путу који потиче од тирозина у синтези розмаринске киселине, која катализује трансаминацију тирозина. 4-Хидроксипируват (4-ХППДЦ) се генерише, а затим 4-ХПАА се генерише под дејством 4-хидроксифенилпируват декарбоксилазе (ХППАДЦ) [29-30]. Торренс-Спенце ет ал. [31] је први открио пиридоксал фосфат зависну хидроксифенилацеталдехид синтазу (4ХПААС), која може директно катализирати конверзију тирозина у 4-ХПАА. Ген који кодира гликозилтрансферазу која катализује производњу салидрозида из тирозола. Поред тога, тирозин може бити катализован помоћу ТИР-а за производњу хидрокситирозола [25]. Ензими у овим ензимским укрштаним путевима обогаћују разноврсност биосинтетских путева Ацтеозида. 1.3 Унакрсни пут ацил трансфера и гликозилне модификације Ацтеозида

Из структурних аналога актеозида може се видети да је његов центар у потпуности глукоза, која је естерификована са кафеоилом, а позиција Ц3 је модификована рамнозилом (слика 1а), али његова ацилација и рамнозилација није истраживана молекуларним каталитичким механизмом. пријавио. Из обрнутог закључка о хидролизи, метаболичким експериментима и хемијској структури актеозида, постоје две потенцијалне могућности за синтезу актеозида[19-22]. Прво, кафеоил-ЦоА и хидрокситирозол глукозид су подвргнути деловању ацилтрансферазе (хинин хидроксицинамил трансферазе, ХЦТ) да би се добио делтоксозид А, који се претвара у рамнозилтрансферазу (УДП-рамнозилтрансфераза). рамноза глукозилтрансфераза, УРТ) катализовала даљу производњу вербазозе. Други потенцијални пут је да хидрокситиросол производи хидрокситирозол глукозид под дејством глукозилтрансферазе, а хидрокситироил глукозид производи декафеил вербасин под катализом УРТ. Кондензује се са кафеоил-ЦоА да би се формирао актеозид (слика 2ц).

2 Ефикасна стратегија регулације синтезе актеозида

2.1 Експлоатација транскриптома везана за синтезу актеозида

Транскриптом се односи на збир мРНК које су транскрибовали организми под одређеним физиолошким стањем или циклусом раста и важан је алат за проучавање структуре гена, функције и циклуса раста. То је важно средство за експресију гена и главни метод истраживања фенотипа асоцијација. Примена технологије транскриптома обезбеђује ефикасан алат за рударење гена повезаних ензима у биосинтези активних компоненти лековитих биљака. Још увек постоји много кључних ензима на путу синтезе актеозида, тако да се количина мРНК у ћелијама у специфичним физиолошким условима може користити за описивање нивоа експресије гена и закључивање о обиљу коначних протеинских производа. Анализом релевантних транскриптомских података добијени су подаци везани за синтезу фенилетаноидних гликозида (табела 1), који могу дати идеје за биосинтезу актеозида.

Цистанцхе Тубулосаје важна лековита биљка заекстракција фенилетаноидних гликозида, а проучавање података о његовом геному и транскриптому пружа вредан ресурс за проучавање биосинтетског путаАцтеосиде. Дубоко секвенцирање транскриптома сукулентних стабљикаЦистанцхе Тубулосаје спроведено коришћењем методе РНА-сек анализе заЦистанцхе Тубулоса, а први пут су добијени подаци о његовом транскриптому. Поређењем секвенци и филогенетском анализом идентификовани су кључни ензими који повезују примарни метаболизам и секундарни метаболизам. ПАЛ ген, који је такође први кључни ензим у биосинтези фенилетаноида, и 17 гена ензима укључених у биосинтезу фенилетаноида у ризомима су по први пут спекулисани [32]. Резултати истраживања разлика у квалитетуЦистанцхе Тубулосау различитим типовима пустиња путем метаболомике и транскриптомике показао је да садржај фенилетаноида у слано-алкалном земљишту може бити већи због појачане регулације експресије ПАЛ, АЛДХ, аспартат аминотрансферазе (ГОТ) итд. [33]. Основу даје анализа синтетичког пута фенетил гликозида. Биљка Сцропхулариацеае Рехманниа глутиноса је богата фенилетанол гликозидима. Де ново секвенционирањем транскриптома гомољастог корена Рехманниа глутиноса и поређењем КЕГГ пута и експерименталног пута, предложено је 19 кандидата који могу бити повезани са биосинтезом актеозида. ген, који даје правац за анализу пута синтезе актеозида. Затим су подаци централно верификовани РТ-ПЦР-ом и утврђено је да транскриптом Рехманниа глутиноса кодира префенат дехидратазу (АДТ), аспартат аминотрансферазу (АСП5), ГОТ2, 4ЦЛ, примарну амин оксидазу (АОЦ3), Ц4Х, ХЦТ. и Ц3Х гени [34]. Занимљиво је да је садржај актеозида у листовима Рехманниа глутиноса већи од оног у корену, што може бити последица различитих нивоа експресије ензима у различитим деловима услед диференцијалне експресије гена у специфичним развојним фазама.

Затим су култивисане четири различите сорте Рехманниа глутиноса са радијалним и нерадијалним пругама у корену гомоља, а њихови транскриптомски подаци су анализирани да би се добила 223 гена повезана са синтезом актеозида. ПАЛ, Ц4Х, Ц3Х, 4ЦЛ, ТиДЦ, ППО, ЦуАО, АЛДХ, ХЦТ, УГТ и други гени анализирани су подацима транскриптома [16]. 231 ген укључен у биосинтезу Ацтеозида је ископан у секвенцирању транскриптома Центантхераграндифлора Бентх. 10 гена укључујући ППО и ХЦТ. Међу њима, ЦуАО је био најизраженији, затим 4ЦЛ, АЛДХ и УГТ, а најмање ХЦТ. Гени укључени у путеве фенилаланина и тирозина били су заступљенији у листовима и стабљикама него у корену, посебно ПАЛ и ППО гени. И у поређењу са коренима, четири гена ПАЛ, Ц4Х, Ц3Х и 4ЦЛ у листовима и стабљикама су били регулисани навише, што указује да је пут који потиче од фенилаланина високо изражен у надземним деловима [18]. Међутим, горе наведене студије су предвиделе да ХЦТ и УГТ катализују низводни ензимски пут кафеоил-ЦоА и хидрокситирозол глукозида до актеозида кроз студије транскриптома, али функције сродних гена нису верификоване [16,18]. Индуктори се односе на факторе који могу да подстакну биљке да производе отпорност или самоодбрану и одбрану, и могу брзо, специфично и селективно индуковати експресију различитих специфичних гена у биљкама, чиме се активирају специфични секундарни метаболити [35]. У циљу скрининга најбољег елицитора који значајно повећава акумулацију актеозида у длакавим коренима Рехманниа глутиноса, коришћен је систем генетске трансформације Рехманниа глутиноса посредован Агробацтериум рхизогенес за поређење елицитора са различитим концентрацијама. Не само да може значајно подстаћи раст длакавог корена, већ и значајно повећати садржај актеозида. Након тога, РНА-Сек технологија је коришћена за анализу транскриптома длакавог корена Рехманниа глутиноса индукованог у различито време, да би се пронашли различито експримирани гени под различитим условима, и коначно да би се одредили ПАЛ, Ц4Х, Ц3Х, 4ЦЛ, ТиДЦ, ППО, ЦуАО , АЛДХ, ХЦТ, УГТ. Исогениц може бити укључен у биосинтезу актеозида. Међу њима, Ц3Х и АЛДХ су најзаступљенији и најмање заступљени хомологни гени, респективно [17]. Поред тога, Фатеми ет ал. [29] процењивали су ефекат различитих концентрација елицитора као што су метил јасмонат (МеЈА) и угљеничне наноцеви са више зидова (МВЦНТ) на акумулацију розмаринске киселине и нивое експресије гена повезаних са њеним биосинтетичким путем. Гени ПАЛ, ТАТ, 4ХППР и синтазе розмаринске киселине (РАС) идентификовани су као кључни гени, међу којима ТАТ има трансаминацију, што даје нову идеју за анализу пута синтезе актеозида. Маслина (Олеаеуропаеа) је богат извор биоактивних полифенола, који могу да произведу хидрокситиросол, важан прекурсор Ацтеозида. Гени повезани са биосинтезом полифенола у плодовима и листовима маслине идентификовани су секвенцирањем транскриптома пуне дужине. У експерименту је квантификовано 12 полифенолних једињења и идентификовано је 106 транскрипата 6 фамилија гена и синтеза хидрокситирозола. Гени повезани са синтезом хидрокситирозола укључују ППО, ДОДЦ, ЦуАО, АЛДХ и ПАР [24]. Резултати горње студије фенетиламин транскриптома пружају основу за анализу пута синтезе актеозида и рударења регулаторних гена и кључних ензима.