Anailís ar Chonair Bhithshintéiseach Aicteoside

1.1 Conair Meitibileachta Aicteoside Feiniolalainín

Faoi láthair, na modúil meitibileach ginearálta biosintéiseach féideartha deAicteosidego bhfuil comhdhearcadh bainte amach acu, lena n-áirítear go príomha an cosán meitibileach feiniolalainín, an cosán dopaimín/an cosán tyramine, agus na trasbhealaí aistrithe aicile agus modhnuithe glycosil le sruth.

Tá sé léirithe ag staidéir go n-áirítear idirmheánacha i sintéis Acteoside aigéad caffeic, caffeoyl-CoA, hydroxytyrosol agus hydroxytyrosol glucoside [16-18]. Chruthaigh turgnaimh hidrealú in vitro gur hidrealaíodh Acteoside isteach in aigéad caiféin, dí-rhamnosyl-Acteoside (mutongphenetoside A) agus decaffeoyl-Acteoside faoi ghníomh hidrealasíde glicóisíde[19-20]. Léiríonn staidéir ar éifeachtaí teochta, solais, pH agus fachtóirí eile ar chobhsaíocht Acteoside gur féidir Acteoside a dhíghrádú go aigéad caffeic agus decaffeoyl-verbasin i dtuaslagán [21]. Léirigh turgnaimh ar bheathú ainmhithe go raibh na táirgí hidrolyzed Acteoside i bhfual francach hidroxytyrosol agus aigéad caffeic [22]. Sa chosán meitibileach feiniolalainín, déantar feiniolalainín a thiontú go aigéad cinnamic ar dtús faoi ghníomhú amóinia lyase feiniolalainín (PAL), agus tiontaítear aigéad cinnamic go feiniolalainín faoi ghníomhaíocht aigéid cinnamic-4-hydroxylase (C4H). Gintear an fáinne C4 in aigéad p-coumarach, a chatalaítear ansin ag aigéad cúmaric 3-hydroxylase (C3H) chun aigéad caiféin a ghiniúint [3]. Ina theannta sin, is féidir le tyrosine amóinia lyase (TAL) a dhíorthaítear ó Saccharomyces radiata tyrosine a thiontú go aigéad p-coumaric, agus is féidir aigéad p-coumaric a chatalú le C3H chun aigéad caffeic a ghiniúint, rud a sholáthraíonn foinse do shintéis heitrologach d'aigéad caffeic. smaoineamh nua [23].

Tuilleadh eolais faoi Fheidhm Cistanche Acteoside

1.2 Conair dopamine/cosán meitibileachta tyramine

Is réamhtheachtaí lárnacha eile iad tyrosol idirmheánacha agus hidroxytyrosol cosán dopamine / cosán tyramine le haghaidh bithshintéise Acteoside, agus is féidir leo salidroside nó hydroxytyrosol glucoside, an tsubstaint réamhtheachtaithe de Acteoside, a ghiniúint trí bhealaí éagsúla. Is cosán brainseach tábhachtach é an cosán seo i mbithshintéis Acteoside (Fíor 2b). Gineann Tyrosine L-dopa faoi ghníomhaíocht polyphenol oxidase (PPO) / tyrosine hydroxylase (TH), agus dopa decarboxylase (DODC) / tyrosine decarboxylase (TyDC) a chatalaíonn L-dopa. Táirgeann -Dopa dopamine, a phróiseáiltear ansin ag amine príomhúil (ina bhfuil copar) oxidase (CuAO) agus alcól dehydrogenase (ALDH) chun hidroxytyrosol [16-18, 24-25] a ghiniúint. I mbrainse eile, déantar dopamine a chatalú ag aimín príomhúil (copar) oxidase (CuAO)/monoamine oxidase (MAO) chun 3,4-DHPAA a ghiniúint. Vavricka et al.[26] úsáid sé hidroxyphenylacetaldehyde synthase (DHPAAS) díorthaithe ó Bombyx mori le feidhmeanna dé-synthase aldehyde agus decarboxylase chun L-dopa a chatalú go 3,4-DHPAA, agus ansin ALDH catalaíoch 3,4-DHPAA. hiodrocsatyrosol a tháirgeadh [24]. Is féidir leis an gcosán tyramine réamhtheachtaithe tyrosol nó hidroxytyrosol a sholáthar do chonair bithsintéise Acteoside. Déanann TyDC tyrosine a chatalú chun tyramine a fhoirmiú, a ocsaídítear go 4-hydroxyphenylacetaldehyde (4-HPAA) ag CuAO/tyramine oxidase (TYO), agus is féidir 4-HPAA a thiontú go {{19} }}hidroxyphenylacetaldehyde reductase trí 4-hydroxyphenylacetaldehyde reductase. (4HPAR)/ALDH laghdaithe go tyrosol, agus ansin déantar tyrosol a chatalú le tyrosolhydroxylase (TLH) chun hidroxytyrosol [16-17,24,27-28] a ghiniúint. Mar gheall ar ilchineálacht TyDC, TYO agus ALDH, chuir na taighdeoirí hipitéis ar bhealaí sintéise tyramine eile ar aghaidh, is é sin, gineann tyrosine tyramine faoi dhícarboxylation TyDC, agus ansin gineann tyramine dopamine faoi ghníomhaíocht TH, agus déantar dopamine a dhícarboxylated. ag TH. Déantar TYO a ocsaídiú go 3,4-DHPAA, a laghdaítear ansin go hidroxytyrosol ag ALDH, ach níl an TH sa chosán toimhdeach seo fíoraithe [28]. Tá hipitéis ag roinnt scoláirí gur féidir le polyphenol oxidase (PPO) giniúint dopamine ó tyramine agus giniúint hidroxytyrosol ó salidroside trí hiodrocsailiú a chatalú, ach níor fíoraíodh a fheidhm [16-18]. Is comhdhúil polyphenolic a tharlaíonn go nádúrtha é aigéad Rosmarinic, agus tá staidéir léirithe gurb é tyrosine transaminase (TAT) an chéad einsím sa chosán díorthaithe tyrosine i sintéis aigéad rosmarinic, a chatalaíonn trasaminiú tyrosine. 4-Gintear hidroxypyruvate (4-HPPDC), agus ansin 4-Gintear HPAA faoin ngníomh 4-hydroxyphenylpyruvate decarboxylase (HPPADC) [29-30]). Bhí Torrens-Spence et al. [31] thángthas ar an gcéad dul síos ar shintéis hidroxyphenylacetaldehyde (4HPAAS) pyridoxal fosfáit-spleách, ar féidir leis an tiontú tyrosine go 4-HPAA a chatalú go díreach. Géin a ionchódaíonn glycosyltransferase a chatalaíonn táirgeadh salidroside ó tyrosol. Ina theannta sin, is féidir tyrosine a chatalú le TYR chun hidroxytyrosol a tháirgeadh [25]. Saibhríonn na heinsímí sna conairí trasnaithe einsímeacha seo go léir éagsúlacht na gcosán bithsintéiseach in Acteoside. 1.3 An tras-chonair aistrithe acile agus modhnú glycosil Acteoside

Ón analógacha struchtúracha Acteoside, is féidir a fheiceáil go bhfuil a lárionad ar fad glúcóis, atá eistearaithe le caffeoyl, agus an seasamh C3 mhodhnú le rhamnosyl (Fíor 1a), ach a acylation agus rhamnosylation Ní raibh taighde meicníocht catalaíoch mhóilíneach. tuairiscithe. Ó thátal droim ar ais hidrealú, turgnaimh mheitibileach agus struchtúr ceimiceach Acteoside, tá dhá fhéidearthacht ann do shintéis Acteoside[19-22]. Gcéad dul síos, tá caffeoyl-CoA agus hydroxytyrosol glucoside faoi réir an gníomh de acyltransferase (quinine hydroxycinnamyl transferase, HCT) a ghiniúint deltoxoside A, a thiontú go rhamnosyltransferase (UDP-rhamnosyltransferase). rhamnose glucosyltransferase, URT) catalyzed táirgeadh breise verbasoseIs cosán féideartha eile é go dtáirgeann hidroxytyrosol glucosyltransferase hidroxytyrosol faoi ghníomh glucosyltransferase, agus táirgeann hydroxytyroyl glucoside decaffeyl verbasin faoi chatalú URT. Comhdhlúthaíonn sé le caffeoyl-CoA chun Acteoside a fhoirmiú (Fíor 2c).

2 Straitéis rialaithe éifeachtach shintéis Acteoside

2.1 Mianadóireacht thrascríofa a bhaineann le sintéis Acteoside

Tagraíonn Transcriptome do shuim na mRNAnna a thras-scríobhann orgánaigh faoi riocht fiseolaíoch sonrach nó faoi thimthriall fáis ar leith agus is uirlis thábhachtach é chun staidéar a dhéanamh ar struchtúr géine, ar fheidhm agus ar thimthriall fáis. Is modh tábhachtach é maidir le léiriú géine agus an príomh-mhodh taighde feinitíopa comhlachais. Soláthraíonn cur i bhfeidhm na teicneolaíochta transcriptome uirlis éifeachtach chun géinte einsíme a bhaineann le mianadóireacht a dhéanamh i mbithshintéis comhpháirteanna gníomhacha de phlandaí míochaineacha. Tá go leor einsímí tábhachtacha fós i gcosán sintéise Acteoside gan réiteach, mar sin is féidir an raidhse mRNA i gcealla faoi choinníollacha fiseolaíocha sonracha a úsáid chun cur síos a dhéanamh ar leibhéil léiriú géine agus tátail a dhéanamh ar raidhse táirgí próitéine deiridh. Trí anailís a dhéanamh ar shonraí transcriptome ábhartha, fuarthas sonraí a bhaineann le sintéis na gliocóisídí feinileatánóideach (Tábla 1), ar féidir leo smaointe a sholáthar maidir le biosintéis Acteoside.

Cistanche TubulosaIs planda leighis tábhachtach dogliocóisídí feinileatánóideach a bhaint, agus cuireann an staidéar ar a shonraí géanóm agus tras-aimsithe acmhainn luachmhar ar fáil chun staidéar a dhéanamh ar chonair bithsintéiseachAicteoside. Seicheamh domhain tras-trascríobhach de na gais succulentacha deCistanche TubulosaBaineadh úsáid as an modh anailíse RNA-seq le haghaidhCistanche Tubulosa, agus fuarthas a shonraí tras-scríbhinne den chéad uair. Trí chomparáid seicheamh agus anailís phylogenetic, aithníodh na heinsímí tábhachtacha a nascann meitibileacht phríomhúil agus meitibileacht thánaisteach. Tá géine PAL, arb é an chéad einsím lárnach é freisin i mbithshintéis feinileatánóideach, agus 17 géinte einsíme a bhfuil baint acu le bithsintéis feinileatánóideach i riosóim tuairimithe den chéad uair [32]. Torthaí iniúchadh ar na difríochtaí cáilíochta deCistanche Tubulosai gcineálacha éagsúla fásaigh ag meitibileacht agus transcriptomics léirigh go bhféadfadh an t-ábhar feinilethanoid in ithreacha saline-alcaile a bheith níos airde mar gheall ar an suas-rialáil na habairtí PAL, ALDH, aspartate aminotransferase (GOT), etc [33]. Soláthraíonn an anailís ar chonair shintéiseach glycosíde feinitile an bunús. Tá an planda Scrophulariaceae Rehmannia glutinosa saibhir i gliocóisídí feinileatánóil. Trí sheicheamhú de novo transcriptome a dhéanamh ar fhréamh feadánach Rehmannia glutinosa, agus comparáid a dhéanamh idir conair KEGG agus an chonair thurgnamhach, moltar 19 iarrthóir a d’fhéadfadh a bheith bainteach le bithshintéis Acteoside. géine, a sholáthraíonn treoir chun anailís a dhéanamh ar chonair sintéise Acteoside. Ansin, fíoraíodh na sonraí go lárnach ag RT-PCR, agus fuarthas amach go n-ionchódaíonn an transcriptome de Rehmannia glutinosa prephenate dehydratase (ADT), aspartate aminotransferase (ASP5), GOT2, 4CL, bunscoile amine oxidase (AOC3), C4H, HCT. agus géinte C3H [34]. Suimiúil go leor, tá an t-ábhar Acteoside i duilleoga Rehmannia glutinosa níos airde ná sin sna fréamhacha, rud a d’fhéadfadh a bheith mar gheall ar leibhéil léirithe éagsúla na n-einsímí i gcodanna éagsúla mar gheall ar léiriú difreálach na ngéinte i gcéimeanna forbartha sonracha.

Ina dhiaidh sin, saothraíodh ceithre shaothraí éagsúla de Rehmannia glutinosa le stripes gathacha agus stripes neamh-gathacha i bhfréamhacha tiúbair, agus rinneadh anailís ar a gcuid sonraí tras-sgrìobhaidh chun 223 géinte a bhaineann le sintéis Acteoside a fháil. Rinneadh anailís ar PAL, C4H, C3H, 4CL, TyDC, PPO, CuAO, ALDH, HCT, UGT agus géinte eile ag sonraí transcriptome [16]. Baineadh 231 géin a bhí bainteach le bithshintéis Acteoside le seicheamhú tras-scríbhinne Benth Centantheragrandiflora. 10 ngéin lena n-áirítear PPO agus HCT. Ina measc, ba é CuAO an ceann is mó a cuireadh in iúl, agus 4CL, ALDH agus UGT ina dhiaidh sin, agus HCT ba lú. Bhí na géinte a raibh baint acu leis na cosáin feiniolalainín agus tyrosine níos flúirseach i nduilleoga agus gais ná i bhfréamhacha, go háirithe géinte PAL agus PPO. Agus i gcomparáid le fréamhacha, bhí na ceithre ghéinte PAL, C4H, C3H agus 4CL i duilleoga agus gais go léir uasrialaithe, rud a léiríonn go bhfuil an cosán díorthaithe feiniolalainín in iúl go mór sna codanna aerga [18]. Mar sin féin, thuar na staidéir thuas go ndearna HCT agus UGT catalyzed an cosán einsímeach anuas de caffeoyl-CoA agus hydroxytyrosol glucoside go Acteoside trí staidéir transcriptome, ach nach bhfuil feidhmeanna na géinte gaolmhara a fhíorú [16,18]. Tagraíonn ionduchtóirí d'fhachtóirí a d'fhéadfadh plandaí a spreagadh chun friotaíocht nó féinchosaint agus cosaint a tháirgeadh, agus is féidir leo go tapa, go sonrach agus go roghnach éagsúlacht sainghéinte a chur in iúl i bplandaí, agus ar an mbealach sin meitibilítí tánaisteacha sonracha a ghníomhachtú [35]. D'fhonn scagadh a dhéanamh ar an elicitor is fearr a mhéadaíonn go suntasach carnadh Acteoside i bhfréamhacha gruagacha Rehmannia glutinosa, baineadh úsáid as an gcóras claochlaithe géiniteach Rehmannia glutinosa arna idirghabháil ag Agrobacterium rhizogenes chun elicitors le tiúchan éagsúla a chur i gcomparáid. Ní féidir leis ach fás fréamhacha gruaige a chur chun cinn go suntasach ach freisin ábhar Acteoside a mhéadú go suntasach. Ina dhiaidh sin, baineadh úsáid as teicneolaíocht RNA-Seq chun anailís a dhéanamh ar thrascríobh fréamhacha gruaige Rehmannia glutinosa a tharlódh ag amanna éagsúla, chun géinte sainráite difreálach a aimsiú faoi choinníollacha éagsúla, agus ar deireadh chun PAL, C4H, C3H, 4CL, TyDC, PPO, CuAO a chinneadh. , ALDH, HCT, UGT. D’fhéadfadh baint a bheith ag isogenic le bithsintéis Acteoside. Ina measc, is iad C3H agus ALDH na géinte homalógacha is flúirseach agus is lú flúirseach, faoi seach [17]. Ina theannta sin, Fatemi et al. [29] meastóireacht ar éifeacht na dtiúchan éagsúla de elicitors nós jasmonate meitile (MeJA) agus nanaifeadáin charbóin il-ballaí (MWCNTs) ar an carnadh aigéad rosmarinic agus leibhéil slonn na ngéinte a bhaineann lena cosán bithsintéiseach. Aithníodh na géinte PAL, TAT, 4HPPR agus synthase aigéad rosmarinic (RAS) mar phríomhghinte, ina measc tá trasamination ag TAT, a sholáthraíonn smaoineamh nua chun anailís a dhéanamh ar chonair shintéise Acteoside. Is foinse shaibhir polyphenols bithghníomhacha é Olive (Oleaeuropaea), ar féidir leo hidroxytyrosol a tháirgeadh, réamhtheachtaí tábhachtach Acteoside. Aithníodh géinte a bhaineann le biosintéis polyphenol i dtorthaí agus duilleoga olóige trí sheicheamh tras-sgrìobhaidh lán-fhad. Rinneadh dhá cheann déag de chomhdhúile polyphenol a chainníochtú sa turgnamh, agus aithníodh 106 tras-scríbhinní de 6 theaghlach géine agus sintéis hidroxytyrosol Áirítear ar na géinte a bhaineann le sintéis hidroxytyrosol PPO, DODC, CuAO, ALDH, agus PAR [24]. Soláthraíonn torthaí an staidéir trascríobh phenethylamine thuas bonn le haghaidh anailíse ar chonair sintéise Acteoside agus mianadóireacht ghéinte rialála agus eochair-einsímí.