ワンポットビエンツマティックカスケードを確立することにより、フラバノンからのフラボノールの生合成

フラボノールは、植物フラボノイドの主要なサブクラスであり、植物の開発と色素沈着1、2、3^に関与しています。さらに重要なことに、これらの化合物は、抗癌4、5、抗酸化6、抗炎症7、抗肥満8、抗高血圧症などの健康に有益な活動の広い範囲を有する、および記憶リコール^特性10は、これらの植物由来二次代謝産物に関する多数の研究につながる。伝統的に、これらの化合物は、主に有機溶媒を用いた植物抽出に由来する。しかし、植物11、12、13の中身が非常に低いため、ほとんどのフラボノールの生産コストは高いままで、ヘルスケアや食品への応用に大きな制限を課しています。業界。

過去数十年の間に、科学者はフラボノイド14、15を導き出す方法のかなりの数を開発しました。しかしながら、これらの複雑な分子の化学合成は、種々の固有の欠点を有^する16.それは有毒な試薬および極度な反応条件だけでなく、標的フラボノイド化合物14、17を産生するための多くのステップを必要とする。さらに、この戦略のもう一つの重要な課題は、活性フラボノイド分子のキラル合成です。したがって、化学合成16、17を介して商業規模でフラボノイドを生産することは理想的な戦略ではありません。

最近、科学者は、フラボノイド生合成18、19、20のための経路を持つ微生物を工学的にすることによって、これらの複雑な天然化合物を生成するための有望な代替戦略を開発しました。^21歳,22は、^植物23で正常に解読された。例えば、Duanらは、発芽酵母サッカロマイセスセレビシエに生合成経路を導入し、カエンフェロール(KMF)24を産生した。Mallaららは、グリコシル化フラボノールであるアストラガリンを産生し、フラバノン3-ヒドロキシラーゼ(f3h)、フラボノール合成酵素(fls1)、およびUDP-グルコース:フラボノイド3-O-グルコシルトランスフェラーゼUGT78K1遺伝子を導入した。エシェリヒア大腸菌BL21(DE3)¹⁷.かなりの数のパラダイムがあるにもかかわらず、すべての遺伝子組み換え微生物が細胞プラットフォームの複雑さ、人工的に合成された遺伝元素と宿主との間の非互換性のために関心のある製品を生成するわけではない。宿主細胞に対する標的産物の影響、および工学的細胞系自体の不安定^{性 16}.

フラボノイド生産のためのもう一つの有望な代替戦略は、インビトロで多酵素カスケードを確立することです.Chengらは、エンテロシンポリケチドが1^ポット25に完全な酵素経路を組み立てることによって正常に合成することができると報告している。この無細胞合成戦略は、微生物生産工場の制限を回避し、したがって、^大量16でいくつかのフラボノイドを生産するために実現可能である。

最近では、ナリンゲニン(NRN)を1^ポット16でKMFに変換するバイザイム合成システムの開発に成功しました。ここでは、このシステムについて詳しく説明し、製品の分析に関わる方法について説明します。また、このシステムを用いてNRNからKMFを生成し、エリオジチオール(ERD)からケルセチン(QRC)を生成する2つの例を示す。また、この方法の重要なステップと、フラボノイドの生合成における今後の研究の方向性についても議論する。