在Solanum nigrum中重新连接类固醇代谢途径,以生产二氧化原蛋白
Jongbu Lim1, Keunhwa Kim2, Jung Heo2
1Department of Biological Sciences, KAIST, Daejeon, Republic of Korea.
黑色 (Solanum nigrum) 提供了一种新的植物来源,用于生产主要类固醇前体的迪奥斯基宁. 这项研究设计了植物,使其产生高达1%的干重的迪奥斯基宁,增强了类固醇药物合成.
科学领域:
- 植物生物化学 植物生物化学
- 代谢工程是代谢工程.
- 自然产品的合成自然产品的合成
背景情况:
- 迪奥斯基宁是合成类固醇药物的重要前体,如皮质类固醇和性激素.
- 目前的商业生产依赖于 Dioscorea spp. 茎,需要替代来源增强生产.
- 黑色 (Solanum nigrum) 积累了类固醇化合物,这表明它有可能成为一种迪奥斯基宁生产平台.
研究的目的:
- 为了研究Solanum nigrum作为一种用于diosgenin生产的新型宿主.
- 阐明在S. nigrum中涉及类固醇糖 (SGA) 和类固醇素 (STS) 生物合成的代谢途径.
- 为了改造S. nigrum以增加迪奥斯基宁产量.
主要方法:
- 在S. nigrum中SGA和STS生物合成途径的表征,重点关注CYP450 (SnGAME4) 和3β-基类固醇脱酶/异构酶 (SnGAME25) 酶.
- 基因破坏SnGAME4和SnGAME25以改变代谢流量.
- 鉴定内源性葡萄糖酶,并应用自发发酵来将furostanol转化为螺旋醇结构.
- 工程 S. nigrum 增加水果数量并与 SnGAME4 突变结合.
主要成果:
- 黑色 (Solanum nigrum) 在绿色水果中自然积累SGA (spirostanol类型),在叶子中积累STS (furostanol类型).
- 干扰SnGAME4和SnGAME25将新陈代谢转向furostanol类型的糖化物,在水解时产生低色素.
- 通过发酵和酶活性将furostanol转化为spirostanol结构,增加了 diosgenin 的产量.
- 绿色果实 Solanum nigrum 在干重中达到多达 1% 的 diosgenin.
- 经过工程改造的S. nigrum具有增加的果实数量和SnGAME4突变,显示出增强的二氧化原蛋白生产潜力.
结论:
- 黑色 (Solanum nigrum) 是一种有前途且可扩展的替代宿主,用于二氧化原蛋白的生产.
- 代谢工程和发酵策略可以优化来自S. nigrum的迪奥斯基宁产量.
- 这项研究为在工业合成类固醇前体中利用S. nigrum奠定了基础.
更多相关视频
12:10Protocols for Visualizing Steroidogenic Organs and Their Interactive Organs with Immunostaining in the Fruit Fly Drosophila melanogaster
Published on: April 14, 2017
08:56Transient Expression in Nicotiana Benthamiana Leaves for Triterpene Production at a Preparative Scale
Published on: August 16, 2018
相关概念视频
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide
Diels–Alder Reaction Forming Cyclic Products: Stereochemistry
Biosynthesis in Bacteria
Insulin: Biosynthesis, Chemistry, and Preparation
Damage or functional impairment of β-cells inhibits insulin production, leading to diabetes. Diabetes treatment...
Amino Acid Biosynthetic Pathways
Overview of Metabolism
Plant Metabolism
Sunlight, the primary source of energy in plants, is first absorbed by the chlorophyll pigments present in their leaves. Plants then use this energy to carry out photosynthesis, where water is oxidized into oxygen and carbon dioxide...
