Jelenleg a glikozid-hidrolázokat számos aktív glikozid és aglikon előállításának tanulmányozására használják. Közülük a szaponin és flavonoid glikozidok enzimatikus előállítása oxiglikozidokban a legkiterjedtebb. A tudományos kutatók több éves erőfeszítései után a glikozid-hidroláz számos örömteli eredményt ért el az aktív glikozidok és aglikonok előállításában.

1. A flavonoid glikozidok biotranszformációja

A flavonoidok a növényekben széles körben elterjedt polifenolok, többnyire glikozidok formájában. Tanulmányok megállapították, hogy a biológiai aktivitású flavonoidok az ehető növények legfontosabb hatóanyagai, és többféle farmakológiai tevékenységgel rendelkeznek, például májvédő, antioxidációs, tumorellenes és vírusellenes hatásuk van, és aktivitásuk szorosan összefügg a szerkezetükkel. Mivel a legtöbb flavonoid glikozid nehezen jut be a vékonybél falán keresztül a vérbe, és biológiai hozzáférhetőségük alacsony, a természetes flavonoidok szerkezeti módosítása a jelenlegi kutatások egyik forró pontjává vált. A glikozid-hidroláz használata a flavonoid-glikozidok glikozilcsoportjainak hidrolízisére hatékony módszerré vált a flavonoidok aktivitásának javítására (1. táblázat). A gyakori flavonoid glikozidok közé tartozik a rutin, a hesperidin és a naringin, és cukorrészleteik általában rutin (α-1,6 kapcsolt ramnóz és glükóz) és új hesperóz (α-1,2 kapcsolt ramnóz és glükóz), így a glikozid-hidroláz hidrolizálja a módosítását, amely elsősorban kétféle exo- és endo-kivágást tartalmaz. Aspergillus nigerből és Aspergillus nidulansból izolálták és tisztították az α-ramnosidázt, amely képes hidrolizálni az α-1,2- és α-1,6-ramnosidkötéseket. Ez az enzim képes hidrolizálni a rutint, naringint és hesperidint, illetve izoquercetint, plumozidot és hesperetin glükozidot előállítani. Az Aspergillus aculeatusból és a Clostridium stercorariumból klónozott rekombináns α-ramnosidáz szintén rendelkezik a flavonoid glikozidok ramnóz hidrolizáló aktivitásával. A fenti három flavonoidglikozid hidrolíziséhez az exoglikozidázok mellett az endoglikozidázok is számos kutatási jelentéssel rendelkeznek. A Penicillium rugulosumból, Penicillium decumben[ és Fagopyri herbából izolált és tisztított diglikozidáz, valamint az Aspergillus nigerből klónozott rekombináns rutináz képes hidrolizálni a rutint, hogy jobb antioxidáns aktivitású kvercetin keletkezzen. A naringináz izolálható és tisztítható Aspergillus niger BCC 25166-ból, amely képes hidrolizálni a naringint naringin előállítására. Az Aspergillus niger 1344-ben található naringináz egyszerre képes hidrolizálni a naringint és a rutint naringin előállítása céljából. Yuan és a kvercetin, de a heszperidin nem hidrolizálható. Az Acremonium sp. DSM24697-ben és az Actinoplanes missouriensis-ben található diglikozidáz képes hidrolizálni a heszperidinben lévő új heszperidint, hogy rendkívül aktív heszperetin termékeket állítson elő.

1. táblázat. A flavonoid glikozidok biotranszformációja glikozidáz által

Termék	Alátét	Reakció	Szervezet
Isoquercitrin, Prunin,	Rutin, naringin,	α-Ramnosidáz	Aspergillus niger
Hesperetin glükozid	Hesperidin	α-Ramnosidáz	Aspergillus nidulans
		α-Ramnosidáz	Aspergillus aculeatus
		α-Ramnosidáz	Clostridium stercorarium
Quercetin	Rutin	β-Rutinosidáz	Penicillium rugulosum
Quercetin	Rutin	β-glikozidáz	Penicillium decumbens
Quercetin	Rutin	β-Heterodiszacharidáz	Fagopyri herba
Quercetin	Rutin	β-Rutinosidáz	Aspergillus niger
Naringenin	Naringin	Naringináz	Aspergillus niger
Naringenin, kvercetin	Naringin, rutin	Naringináz	Aspergillus niger
Hesperetin	Hesperidin	Diglikozidáz	Acremonium
Hesperetin	Hesperidin	Diglikozidáz	Actinoplanes missouriensis
Daidzein	Daidzin	β-glükozidáz	Nem tenyészthető mikrobák
Daidzein	Daidzin	β-glükozidáz	Sulfolobus solfataricus
Daidzein	Daidzin	β-glükozidáz	Aspergillus oryzae
Daidzein	Daidzin	β-glükozidáz	Pyrococcus furiosus
Daidzein, genisztein	Daidzin, Genistin	β-glükozidáz	Bacillus subtilis
		β-glükozidáz	Thermotoga maritima
Daidzein, genisztein,	Daidzin, Genistin,	β-glükozidáz	Dalbergia
Glycitein	Glicitin	β-glükozidáz	Bacteroides thetaiotaomicron
Baicalein	Baicalin	β-Glikuronidáz	Scutellaria viscidula
Tilianin	Linarin	Naringináz	Penicillium decumbens
Butin	Butrin	β-glükozidáz	Mandula
Phloretin	Florizin	β-glikozidáz	Juh vékonybél

Az izoflavonok egyfajta flavonoidok, amelyek főként a hüvelyesekben találhatók, és hozzájárulnak a betegségek megelőzéséhez és az emberi egészséghez. A szója izoflavonok fő összetevői a daidzein, daidzein, genisztin, genistein, glicitein és glicitein aglikon, amelyek közül a deglikozilált aglikon jobb biológiai aktivitással rendelkezik. A rekombináns β-glükozidázt, amely képes hidrolizálni a daidzeint daidzein előállítására, mangrove talaj, Sulfolobus solfataricus, Aspergillus oryzae és Pyrococcus furiosus génkönyvtárából klónozták; a Thermotoga maritima és Bacillus subtilis enzimekből klónozott rekombináns β-glükozidáz képes hidrolizálni a daidzeint és a genisteint daidzein és genistein előállítására; a Dalbergia-ból izolált és tisztított, valamint a Bacteroides thetaiotaomicronból klónozott és rekombinált glikozidáz képes hidrolizálni a daidzeint, genisztint és daidzeint daidzein, genisztein és glicitein aglikon előállítására.

A glikozid-hidrolázról más flavonoid-glikozidok hidrolízisében is beszámoltak és alkalmazták (1. táblázat). Vizsgálatok kimutatták, hogy a baicalin tumorellenes és fertőzésellenes hatással rendelkezik. A Scutellaria viscidula Bge-ből izolált és tisztított β-glükozidáz képes hidrolizálni a baicalint baicalein előállítására. A deglikozilált termék, a baicalein jobb farmakológiai aktivitással rendelkezik. A szerimarin szintén ritka flavonoid glikozid, amely vérnyomáscsökkentő és nyugtató hatású, de közvetlen extrakcióval és kémiai szintézissel nehezen nyerhető. Cui és munkatársai naringinázt használtak a montanozidban lévő ramnóz hidrolizálásához a szerimarin előállításához. Ezenkívül Jassbi et al. β-glükozidázt használt a butrin hidrolizálásához butrin előállításához. Az antioxidáns kísérletek eredményei azt mutatták, hogy a deglikozilált butrin jobb aktivitással rendelkezett, mint a butrin. Day és más, juhok vékonybeléből izolált és tisztított glikozidázok képesek a florizin hidrolizálására, hogy floretint állítsanak elő.

2. Egyéb oxiglikozidok biotranszformációja

A szaponinok és flavonoid glikozidok mellett a glikozid hidrolázokat más oxigénglikozidok hidrolizálására és módosítására is használták (2. táblázat). A gardénia gyümölcse hagyományos kínai gyógyászatban szív- és érrendszeri, agyi érrendszeri, máj- és epehólyagbetegségek kezelésére használják. A gardenia gyümölcsökben sok genipozid van, de a hatékony összetevő a genipozid, amely a genipozid deglikozilált terméke, és a tartalma kevesebb, mint 0,01%. A Penicillium nigricansból és Aspergillus nigerből izolált és tisztított β-glükozidáz genipoziddá alakítható a genipin előállításához, hogy kielégítse a nagy mennyiségű genipin iránti igényt. Az Arctium lappa a krónikus veseelégtelenség megelőzésére vagy kezelésére alkalmas, és hatékony összetevői az arctiin és az arctigenin. A Grifola frondosa és a Rhizoctonia solani β-glükozidáza képes a bojtorjánt arctigenin előállítására átalakítani. Liu és munkatársai kereskedelmi β-glükozidázt használtak a bojtorján termésének teljes hidrolíziséhez, hogy a bojtorján aglikon terméket nyerjék. Az arctiin arctigeninné történő átalakítása hatékonyan javíthatja a biológiai hozzáférhetőséget. A rezveratrolnak a daganatok és az érelmeszesedés megelőzésének funkciói vannak. Az Aspergillus oryzae sp. 100-ból és Lactobacillus kimchiből izolált és tisztított β-glükozidáz, valamint a Mai és munkatársai által mangrove talaj metagenomikájából klónozott rekombináns β-glükozidáz képes a polydatint rezveratrol előállítására. A paclitaxel a Taxus chinensis növény másodlagos metabolitja, és jó terápiás hatással van a petefészekrákra és az emlőrákra. A paclitaxel száraz tömege a Taxus chinensisben mindössze 0,02%, és a hulladékként kidobott 7-xilóz-10-deacetil-paclitaxel tartalma több mint 10-szerese a paclitaxelnek. Dou és munkatársai a Cellulosimicrobium cellulans F16 törzs által szekretált extracelluláris xilozidázt használták a 7-xilóz-10-deacetil-paclitaxel 10-deacetil-paclitaxellé történő átalakítására, majd egylépéses acilálási reakcióval paclitaxelt hoztak létre.

2. táblázat. Egyéb O-glikozidok biotranszformációja glikozidáz által

Termék	Alátét	Reakció	Szervezet
Genipin	Genipozid	β-glükozidáz	Penicillium nigricans
Genipin	Genipozid	β-glükozidáz	Aspergillus niger
Arctigenin	Arctiin	β-glükozidáz	Grifola frondosa
Arctigenin	Arctiin	β-glükozidáz	Rhizoctonia solani
Arctigenin	Arctiin	β-glükozidáz	Kereskedelmi
Resveratrol	Polydatin	β-glükozidáz	Aspergillus oryzae
Resveratrol	Polydatin	β-glükozidáz	Lactobacillus kimchi
Resveratrol	Polydatin	β-glükozidáz	Nem tenyészthető mikrobák
10-Deacetil-paclitaxel	7-Xilozil-10-deacetil-paklitaxel	β-Xilozidáz	Cellulosimicrobium celluláns

3. Szénglikozidok és tioglikozidok biotranszformációja

Az oxiglikozidok mellett a glikozid-hidrolázokat is használják a szénglikozidok és a tioglikozidok hidrolízismódosításának vizsgálatára (3. táblázat). A szénglikozidok az aglikon fenolos hidroxilcsoportja által aktivált orto- vagy para-pozíciós hidrogénnek cukorcsoportokkal történő dehidratációs kondenzációjával jönnek létre. A karbozid flavonoidok számos tevékenységgel rendelkeznek, például gyulladáscsökkentő, antibakteriális, daganatellenes, vércukorszint-csökkentő és immunerősítő hatásúak. Az oxozid flavonoidokkal összehasonlítva a karbozid flavonoidok nagyobb stabilitással rendelkeznek, teljesen felszívódhatnak és potenciális gyógyszermolekulákká válhatnak. Mivel a szénglikozidos kötések nehezen hidrolizálhatók, a szénglikozid flavonoidok hidrolíziséről kevés jelentés született. Sanugul és munkatársai emberi székletbaktériumok keverékéből izoláltak egy baktériumot, amely a mangiferin indukciója alatt egy glikozidázt szekretált, amely képes hidrolizálni a mangiferinben lévő szénglikozidos kötéseket, hogy jobb aktivitású mangiferint állítson elő. Nakamura és munkatársai emberi bélbaktériumokból izolálták a PUE törzset, amely képes izolálni és tisztítani egy karboglikozidázt, amely a puerarint hidrolizálja aglikon előállítására. A karboglikozidázt kódoló gének vizsgálata során Braune és munkatársai megállapították, hogy az Eubacterium cellulosolvensben található dfgA, dfgB, dfgC, dfgD és dfgE fehérjekódoló gének együttesen olyan karboglikozidázokat fejeznek ki, amelyek képesek hidrolizálni az izoorientint a megfelelő aglikonok előállítása érdekében.

A glükozinolátok a glükozinolát vegyületek egyik fontos osztálya, amelyek széles körben megtalálhatók a keresztesvirágú növényekben, például a mustárban, a brokkoliban, a fokhagymában stb. Tanulmányok kimutatták, hogy a keresztesvirágú növények fogyasztása hatékonyan megelőzheti a mellrákot, a tüdőrákot, a vastagbélrákot és más rákos megbetegedéseket. A fő hatóanyag az izotiocianát, amely a glükozinolátok lebomlása után keletkezik. A glükozidáz, más néven mirozináz főként a keresztesvirágú növényekben található meg, de a glükozinolátoktól eltérő helyen oszlik el. Csak akkor keverednek és lépnek reakcióba, amikor a sejtek felbomlanak. Az endogén mirozináz alacsony tartalma miatt nehéz a glükozinolátokat hatékonyan hidrolizálni, hogy aktív termékeket állítsanak elő. A szulforafán egy farmakológiai aktivitással rendelkező izotiocianát. Shen és munkatársai exogén mirozinázt használtak a glükorafánin sikeres átalakítására szulforafánná. Jelenleg kevés tanulmány született a szénglikozidok és tioglikozidok hidrolitikus módosításával kapcsolatban. A jövőben több szénglikozid és tioglikozid fejlesztése és szerkezeti módosítása több gyógyszerfejlesztésre alkalmas molekulát fog biztosítani.

3. táblázat. A C-glikozidok és S-glikozidok glikozidáz általi biotranszformációja.

Termék	Alátét	Reakció	Szervezet
Norathyriol	Mangiferin	C-glükozil-bontó enzim	Bacteroides
Daidzein	Puerarin	C-glükozil-bontó enzim	Emberi bélrendszeri baktérium
Luteolin	Homoorientin	C-glükozil-bontó enzim	Eubacterium celluloszolvens
Szulforafán	Glükorafanin	Myrosinase	Brokkoli magok

Lépjen kapcsolatba velünk most!

Ha szüksége van Price-ra, kérjük, töltse ki elérhetőségét az alábbi űrlapon, általában 24 órán belül felvesszük Önnel a kapcsolatot. Ön is küldhet nekem e-mailt info@longchangchemical.com munkaidőben ( 8:30-18:00 UTC+8 H.-Szombat ) vagy használja a weboldal élő chatjét, hogy azonnali választ kapjon.

Összetétel Glükoamiláz	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Xilanáz	37278-89-0
Celluláz	9012-54-8
Naringináz	9068-31-9
β-Amiláz	9000-91-3
Glükóz-oxidáz	9001-37-0
alfa-amiláz	9000-90-2
Pektináz	9032-75-1
Peroxidáz	9003-99-0
Lipáz	9001-62-1
Kataláz	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elasztáz	39445-21-1
Ureáz	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-laktil-dehidrogenáz	9001-60-9
Dehidrogenáz malát	9001-64-3
Koleszterin-oxidáz	9028-76-6