#bitkilerde kardenolid oluşumu süreci

[tibbivearomatikbitkiler]

Bitkilerde kardenolid oluşumu inceleniyor

Bitkilerde kardenolid oluşumu inceleniyor

#BitkiBileşenleri, #BitkiBiyokimyası, #BitkiBiyosentezi, #BitkiHücreleri, #BitkiKimyası, #BitkiMetabolizması, #BitkiSavunmaMekanizmaları, #BitkiToksinleri, #BitkilerdeDoğalIlaçlar, #BitkilerdeKardenolidIçerenTürler, #BitkilerdeKardenolidOluşumuSüreci, #BitkilerdeKardenolidSentezi, #BitkilerdeKardenolidler, #DoğalBileşenler, #KardenolidAlkaloidleri, #KardenolidAlkaloidlerinEtkileri, #KardenolidIçerenBitkiAileleri, #KardenolidKaynakları, #ToksinÜretimi https://is.gd/gWPs2C https://www.tibbivearomatikbitkiler.com/blog/bitkilerde-kardenolid-olusumu-inceleniyor/

Bitkilerde kardenolid oluşumu sürecini inceleyen  Jena’daki Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü’ndeki bilim adamları bitkilerde kardenolidlerin oluşumuna yol açan, daha önce büyük ölçüde bilinmeyen biyosentetik yolu araştırıyorlar.

Nature Plants dergisinde yayınlanan bir çalışmada , iki farklı bitki ailesinde bitki steroidlerinin biyosentezinin öncüsü olan pregnenolonun oluşumunu katalize eden anahtar enzimler olarak CYP87A ailesinden iki enzim sunulmaktadır. Bu tür enzimlerin keşfi, tıbbi kullanım için yüksek kaliteli steroid bileşiklerinin ucuz ve sürdürülebilir üretimine yönelik platformların geliştirilmesine yardımcı olacaktır .

Bitkiler, tıbbi açıdan değerli birçok steroid de dahil olmak üzere etkileyici bir dizi metabolit üretir. Bitkilerden elde edilen bu sınıftaki maddelerin iyi bilinen örnekleri kardenolidlerdir. 1785 gibi erken bir tarihte, İngiliz doktor William Withering (1741-1799) kırmızı yüksük otu ve tıpta kullanımı üzerine bir kitap yayınladı .Birmingham 1785).

Deneylerde, bitki özlerinin alınmasının hasta kişilerde idrar akışını arttırdığını ve böylece vücutta su tutulmasını tedavi ettiğini keşfetmişti. Ancak yüksük otu yapraklarındaki etken maddelerin kalbe doğrudan etki ettiğini bilmiyordu.

19. yüzyılın ikinci yarısından bu yana, bitkilerden elde edilen kardenolidler, kalp kası üzerindeki etkilerinden dolayı kalp yetmezliği veya aritmi tedavisinde kullanılmaktadır.

“Kalbin kontraktilitesi üzerindeki etkilerine ek olarak, kardenolidler son yıllarda çeşitli kanserlerin tedavisinde büyük bir başarıyla kullanıldı. Bununla birlikte, bu steroid moleküllerinin insandaki başarısına rağmen, karşılık gelen bitki biyosentetik yolları büyük ölçüde bilinmiyordu . Tıp. Bu nedenle amacımız, bitkilerin bu son derece karmaşık molekülleri tahmin edilen ancak basit öncüllerden nasıl sentezlediğini anlamaktı” diye açıklıyor ilk yazar Maritta Kunert.

Araştırma ekibi, yüksükotu Digitalis purpurea’nın yanı sıra başka bir bitki türü olan kauçuk ağacı Calotropis procera’yı da inceledi. Bu iki bitki farklı bitki familyalarına ait olmasına rağmen, her ikisi de büyük miktarlarda kardenolitler üretmektedir.

İncelenen türler, genomları sıralanan ve birçok gen fonksiyonunun bilindiği model bitkiler olmadığından, proje başlangıçta araştırmacılar için bir nevi “kara kutu” gibiydi; zira ellerinde mevcut veri setleri ya da geri dönecek standart yöntemler yoktu. Açık.

Çalışmanın başlangıç ​​noktası yüksük otu ile ilgili bir tür üzerinde daha önce yapılan bir çalışmaydı; bu çalışma, biyosentezin, bazen “tüm steroid hormonların anası” olarak anılan pregnenolon molekülü yoluyla gerçekleştiğini öne sürüyordu; çünkü testosteron, progesteron ve progesteron gibi tüm ana steroid hormonları, İnsanlardaki östrojenin kökeni pregnenolonun öncüsüne kadar takip edilebilir.

“İki bitki türünün karşılaştırmalı analiziyle kardenolid biyosentezinde yer alan aday genleri belirledik. Bu bitkilerdeki kardenolidlerin yapıları hem örtüşen hem de farklı profillere sahiptir. Bu nedenle bitkilerin genomları hakkındaki bilgilerin, özellikle de hangi genlerin ifade edildiğine ilişkin bilgilerin karşılaştırılması Doğa Bölümü’nde “Bitkilerde Steroidal Özel Metabolizma” proje grubuna başkanlık eden çalışma lideri Prashant Sonawane, “Bu iki bitkide metabolitlerin oluşumuyla ilgili olarak, pregnenolonun oluşumunda yer alan enzimlerin tanımlanmasında çok yardımcı oldu” diyor Ürün Biyosentezi.

Buna ek olarak bilim insanları, ilgilenilen metabolitlerin bitkilerin farklı kısımlarında nerede biriktiğini bile bilmiyorlardı. “Kardenolidlerin dokuya özgü lokalizasyonu, genetik veri setlerinin 13 aday genin seçimine olanak tanıyacak şekilde kullanılması açısından çok önemliydi. Bu veri setlerini farklı bitkilerle karşılaştırmak, daha ileri karakterizasyon için aday genlerin sayısını azaltmamıza yardımcı oldu” diye açıklıyor. Prashant Sonawane.

Son olarak, yüksük otu ve Calotropis procera’da hem kolesterol hem de fitosterollerin pregnenolon’a dönüşümünü katalize eden sitokrom P450 ailesi 87A’nın iki enzimi tanımlandı. Bu, yalnızca uzaktan akraba olan bu iki bitkide kardenolid biyosentetik yolundaki ilk adımdı. Daha da önemlisi bu, sitokrom P450’nin bu alt ailesi için rapor edilen ilk enzimatik fonksiyondur.

Bilim adamları bulgularını, Arabidopsis thaliana model sisteminin bitkilerini daha fazla CYP87A enzimi üretecek şekilde değiştirerek test ettiler. Genetiği değiştirilmiş Arabidopsis bitkileri alışılmadık derecede yüksek seviyelerde pregnenolon biriktirdi.

CYP87A enzimlerinin pregnenolon oluşumuna dahil olduğuna dair diğer kanıtlar, yapraklarında CYP87A enzimleri bulunmayan genetiği değiştirilmiş yüksük otu bitkilerinden geldi. Bu bitkilerde pregnenolon ve kardenolidlerin oluşumu büyük ölçüde azaldı. Yazarlar, özel metabolitlerin incelenmesi amacıyla yüksük otu bitkilerini değiştirmek için ilk kararlı dönüşüm sistemini kurdular.

Araştırma ekibi, kardenolid biyosentezinin ilk enzimatik adımını çözmekten çok uzak. “Farklı bitki türlerinde kardenolidlerin oluşumuna yönelik alt adımlar üzerinde halihazırda çalışıyoruz. Bu biyosentetik yol uzun ve son derece karmaşıktır. En son dizileme, biyoenformatik ve metabolomik yöntemleri birden fazla bitki türüne uygulama yeteneği ile bu sorunu çözmeyi umuyoruz. yakında bu bulmacayı çözeceğiz” diyor Prashant Sonawane.

Bitkiler birçok farmasötik bileşik üretir. Bu doğal ürünlerin çıkarılması hala çok karmaşıktır ve çoğu zaman pek de sürdürülebilir değildir. Max Planck Kimyasal Ekoloji Enstitüsü’nün Sarah O’Connor liderliğindeki Doğal Ürün Biyosentezi Bölümü, tıbbi açıdan önemli fitokimyasalların biyosentetik yollarını açıklamayı amaçlıyor.

Sarah O’Connor , “CYP87A gibi enzimlerin keşfi, biyosentezleri için diğer bitkileri kullanarak yüksek değerli bitki bileşiklerinin sürdürülebilir üretimi için biyolojik platformların geliştirilmesine yardımcı olabilir” diyor.

Kaynak: Max Planck Topluluğu