《北京工商大学:羟基酪醇的生物合成与生物技术合成》

  • 来源专题:食品安全与健康
  • 编译者: 王晓梅
  • 发布时间:2024-12-10
  • 羟基酪醇的生物合成与生物技术合成


    2024年5月28日,北京工商大学食品与健康学院Jiali Tang(第一作者)和Wei Chen(通讯作者)在国际期刊《Foods》(JCR一区,IF2023=4.7)发表题为“Biosynthesis and Biotechnological Synthesis of Hydroxytyrosol”(羟基酪醇的生物合成与生物技术合成)的研究论文。

    摘要

    羟基酪醇(HT)是一种来源于植物的酚类化合物,因其强大的抗氧化能力和多种药理学效益,如抗炎、抗癌、抗菌和抗病毒特性,受到广泛关注。传统的HT生产方法包括物理化学技术和植物提取,然而这些方法正逐渐被生物技术方法取代。生物技术方法在环境可持续性、安全性和成本效益方面具有显著优势。研究回顾了HT的生物合成途径,强调了酶促反应步骤和基因及代谢工程在提高HT产量中的关键作用,并探讨了HT作为营养补充剂的广泛应用及其对人类健康的影响。


    引言

    羟基酪醇(HT)被认为是已知最有效的抗氧化剂之一,广泛存在于橄榄中。HT在自然界中以橄榄叶、果实、油及其生产废料中的齐墩果苷的形式存在。作为健康地中海饮食的一部分,橄榄油因其健康促进特性获得认可,HT因其抗癌、抗炎、抗凋亡和神经保护活性被用于化妆品和食品补充剂,并获得了FDA

    GRAS的批准。HT常被添加到饮料、糖果、巧克力、糕点等食品中,作为一种低热量的糖添加剂替代品。


    总结与展望

    研究表明,虽然植物提取和化学合成方法存在回收率低、周期长、步骤繁琐、成本高和使用有机试剂造成的环境污染等缺点,生物技术合成HT在环境友好性、安全性和成本效益方面具有优势。生物技术合成HT正迅速普及,预计将在未来成为主流。HT的生物技术生产方法的进步不仅有助于优化生产过程,还能扩大HT的应用范围,推动其在营养、制药和化妆品行业中的应用。研究强调了未来需要进一步优化生产工艺,降低生产成本,并开发更高效的提取方法,以推动HT的工业化生产和广泛应用。


    图文赏析


    原文链接:

    https://www.mdpi.com/2304-8158/13/11/1694





  • 原文来源:https://www.mdpi.com/2304-8158/13/11/1694
相关报告
  • 《微生物所唐双焱研究团队改造CRP全局转录调控蛋白构建高效生物合成底盘菌》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-07-28
    •  微生物研究所唐双焱团队在Metabolic Engineering期刊发表文章,题为Designing glucose utilization "highway" for recombinant biosynthesis,构建了由cAMP受体蛋白(即CRP)突变体调控的大肠杆菌底盘细胞,具有作为天然产物高效生物合成底盘宿主菌的潜力。   研究人员通过高通量筛选CRP突变文库,获得在重组表达中可赋予常用启动子缓解 “葡萄糖抑制”的CRP突变体。转录组比较分析显示,CRP突变体可重构细胞代谢网络,提升三羧酸循环,减少乙酸盐累积,增加核苷酸生物合成,有效提高胞内ATP合成,增强细菌耐受性和抗应激活性。代谢产物分析进一步证实,糖酵解和乙醛酸三羧酸循环的上调增进了细胞对葡萄糖的利用。研究者推测CRP突变体可激活糖酵解和三羧酸循环,促进葡萄糖的利用和生物合成。研究显示,在受CRP突变体调控的大肠杆菌细胞中,天然产物香草醛、柚皮素和咖啡酸的生物合成皆有显著提升。   微生物所唐双焱研究组博士生张旋旋、曹玉峰和英盛(北京)生物技术有限公司刘莹博士为该论文并列第一作者,微生物所唐双焱研究员、梁朝宁副研究员,北京工商大学金建明教授和英盛公司史桂芝研究员为共同通讯作者。本项研究工作获得了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的支持。   论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.06.016
  • 《Science | 解码紫杉醇生物合成途径中最具挑战的未知酶,重建巴卡亭III生物合成线路》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-26
    • 2024年1月25日,中国农业科学院农业基因组研究所闫建斌及北京大学雷晓光共同通讯在Science 在线发表题为Characterization and heterologous reconstitution of Taxus biosynthetic enzymes leading to baccatin III的研究论文。 紫杉醇是一种众所周知的抗癌化合物。它的生物合成包括形成一个高度功能化的二萜核心骨架(baccatin III)和随后的苯基异丝氨酸侧链的组装。尽管经过半个世纪的深入研究,baccatin III的完整生物合成途径仍然未知。 该研究发现了一种双功能细胞色素P450酶(Taxane oxetanase, TOT),它催化紫杉醇oxetane形成中的氧化重排,代表了以前未知的oxetane环形成的酶机制。该研究建立了基于紫杉素(taxusin)生物合成途径的筛选策略,并发现了负责紫杉烷氧化C9位置(T9αH)的酶。最后,该研究在烟草中人工重组了一种生产baccatin III的生物合成途径。 总之,该研究成功鉴定了紫杉醇生物途径的关键缺失酶,揭示了红豆杉催化含氧四元环分子形成的全新机制,发现了紫杉醇异源生物合成的核心基因,实现了紫杉醇核心前体baccatin III在烟草中的异源合成。该研究成果解决了紫杉醇生物合成研究中的关键瓶颈问题,是植物天然产物生物合成领域中的重大突破,为通过合成生物学的手段实现紫杉醇的高效、可持续生产铺平了道路,具有极高的科学创新性与应用价值。