Momenteel worden glycosidehydrolases gebruikt in het onderzoek naar de bereiding van een verscheidenheid aan actieve glycosiden en aglycons. Onder hen is de enzymatische bereiding van saponine en flavonoïde glycosiden in oxyglycosiden het meest uitgebreid. Na jaren van inspanningen door wetenschappelijke onderzoekers heeft glycosidehydrolase veel verheugende resultaten behaald bij de bereiding van actieve glycosiden en aglyconen.

1. Biotransformatie van flavonoïde glycosiden

Flavonoïden zijn polyfenolen die wijdverspreid zijn in planten, meestal in de vorm van glycosiden. Studies hebben aangetoond dat flavonoïden met biologische activiteit de belangrijkste actieve ingrediënten in eetbare planten zijn en meerdere farmacologische activiteiten hebben, zoals leverbescherming, antioxidatie, anti-tumor en anti-virus, en dat hun activiteit nauw samenhangt met de structuur. Omdat de meeste flavonoïde glycosiden moeilijk door de wand van de dunne darm in het bloed terechtkomen en hun biologische beschikbaarheid laag is, is structurele modificatie van natuurlijke flavonoïden een hotspot geworden in het huidige onderzoek. Het gebruik van glycosidehydrolase om de glycosylgroepen van flavonoïde glycosiden te hydrolyseren is een effectieve manier geworden om de activiteit van flavonoïden te verbeteren (Tabel 1). Veel voorkomende flavonoïde glycosiden zijn onder andere rutine, hesperidine en naringine, en hun suikergroepen zijn meestal rutine (α-1,6 gekoppelde rhamnose en glucose) en nieuwe hesperose (α-1,2 gekoppelde rhamnose en glucose), dus glycoside hydrolase hydrolyseert de modificatie van het omvat voornamelijk twee soorten exo- en endo-excisie. Van Aspergillus niger en Aspergillus nidulans werd α-rhamnosidase, dat α-1,2 en α-1,6 rhamnosidebindingen kan hydrolyseren, geïsoleerd en gezuiverd. Dit enzym kan rutine, naringine en hesperidine hydrolyseren en produceert respectievelijk isoquercetine, plumoside en hesperetine glucoside. Het recombinante α-rhamnosidase gekloond uit Aspergillus aculeatus en Clostridium stercorarium heeft ook de activiteit om rhamnose in flavonoïde glycosiden te hydrolyseren. Voor de hydrolyse van de bovenstaande drie flavonoïde glycosiden hebben naast exoglycosidasen ook endoglycosidasen een groot aantal onderzoeksrapporten. Diglycosidase geïsoleerd en gezuiverd uit Penicillium rugulosum, Penicillium decumben[ en Fagopyri herba, evenals recombinant rutinase gekloond uit Aspergillus niger, kunnen rutine hydrolyseren om quercetine te produceren met een betere antioxidant activiteit. Naringinase kan worden geïsoleerd en gezuiverd uit Aspergillus niger BCC 25166, dat naringine kan hydrolyseren om naringine te produceren. De naringinase in Aspergillus niger 1344 kan tegelijkertijd naringine en rutine hydrolyseren en zo respectievelijk naringine produceren. Yuan en quercetine, maar hesperidine kan niet gehydrolyseerd worden. De diglycosidase in Acremonium sp. DSM24697 en Actinoplanes missouriensis kan het nieuwe hesperidine in hesperidine hydrolyseren om zeer actieve hesperetine producten te produceren.

Tabel 1. Biotransformatie van flavonoïde glycosiden door glycosidase

Product	Substraat	Reactie	Organisme
Isoquercitrine, prunine,	Rutine, Naringine,	α-Rhamnosidase	Aspergillus niger
Hesperetine glucoside	Hesperidine	α-Rhamnosidase	Aspergillus nidulans
		α-Rhamnosidase	Aspergillus aculeatus
		α-Rhamnosidase	Clostridium stercorarium
Quercetine	Rutine	β-Rutinosidase	Penicillium rugulosum
Quercetine	Rutine	β-Glycosidase	Penicillium decumbens
Quercetine	Rutine	β-heterodisacharidase	Fagopyri herba
Quercetine	Rutine	β-Rutinosidase	Aspergillus niger
Naringenine	Naringine	Naringinase	Aspergillus niger
Naringenine, Quercetine	Naringine, Rutine	Naringinase	Aspergillus niger
Hesperetine	Hesperidine	Diglycosidase	Acremonium
Hesperetine	Hesperidine	Diglycosidase	Actinoplanes missouriensis
Daidzeine	Daidzin	β-Glucosidase	Niet-kweekbare microben
Daidzeine	Daidzin	β-Glucosidase	Sulfolobus solfataricus
Daidzeine	Daidzin	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Daidzeine	Daidzin	β-Glucosidase	Pyrococcus furiosus
Daidzeïne, Genisteïne	Daidzin, Genistin	β-Glucosidase	Bacillus subtilis
		β-Glucosidase	Thermotoga maritima
Daidzeïne, Genisteïne,	Daidzin, Genistin,	β-Glucosidase	Dalbergia
Glyciet	Glycitine	β-Glucosidase	Bacteroïden thetaiotaomicron
Baicalein	Baicaline	β-glucuronidase	Scutellaria viscidula
Tilianin	Linarine	Naringinase	Penicillium decumbens
Butin	Butrin	β-Glucosidase	Amandel
Phloretine	Phlorizine	β-Glycosidase	Schapen dunne darm

Isoflavonen zijn een soort flavonoïden die voornamelijk worden aangetroffen in peulvruchten en die bijdragen aan ziektepreventie en de gezondheid van de mens. De belangrijkste bestanddelen van soja-isoflavonen zijn daidzeïne, daidzeïne, genistine, genisteïne, glycitein en glycitein aglycon, waarvan het gedeglycosyleerde aglycon een betere biologische activiteit heeft. Recombinant β-glucosidase dat daidzeïne kan hydrolyseren om daidzeïne te produceren, werd gekloond uit de genenbibliotheek van mangrovebodem, Sulfolobus solfataricus, Aspergillus oryzae en Pyrococcus furiosus; recombinant β-glucosidase gekloond uit Thermotoga maritima en Bacillus subtilis Enzymen kunnen daidzeïne en genisteïne hydrolyseren om daidzeïne en genisteïne te produceren; de glycosidase geïsoleerd en gezuiverd uit Dalbergia en gekloond en gerecombineerd uit Bacteroides thetaiotaomicron kan daidzeïne, genisteïne en daidzeïne hydrolyseren om daidzeïne, genisteïne en glycitein aglycon te produceren.

Glycoside hydrolase is ook gerapporteerd en toegepast in andere flavonoïde glycoside hydrolyse (Tabel 1). Studies hebben aangetoond dat baicaline anti-tumor en anti-infectie effecten heeft. De β-glucosidase geïsoleerd en gezuiverd uit Scutellaria viscidula Bge kan baicaline hydrolyseren om baicaleïne te produceren. Het gedeglycosyleerde product, baicaleïne, heeft een betere farmacologische activiteit. Serimarine is ook een zeldzame flavonoïde glycoside met antihypertensieve en kalmerende activiteiten, maar het is moeilijk te verkrijgen door directe extractie en chemische synthese. Cui et al. gebruikten naringinase om de rhamnose in montanoside te hydrolyseren om serimarine te produceren. Daarnaast gebruikten Jassbi et al. β-glucosidase om butrine te hydrolyseren en zo butrine te produceren. De resultaten van antioxidantexperimenten toonden aan dat gedeglycosyleerd butrine een betere activiteit had dan butrine. Day en andere glycosidasen geïsoleerd en gezuiverd uit de dunne darm van schapen kunnen florizine hydrolyseren om floretine te produceren.

2. Biotransformatie van andere oxyglycosiden

Naast saponinen en flavonoïde glycosiden zijn glycosidehydrolases ook gebruikt om andere zuurstofglycosiden te hydrolyseren en te modificeren (Tabel 2). Gardenia fruit is een traditioneel Chinees medicijn dat wordt gebruikt om cardiovasculaire, cerebrovasculaire, lever- en galblaasziekten te behandelen. Er zit veel geniposide in gardeniavruchten, maar het effectieve ingrediënt is geniposide, dat het gedeglycosyleerde product van geniposide is, en het gehalte is minder dan 0,01%. Het β-glucosidase dat is geïsoleerd en gezuiverd uit Penicillium nigricans en Aspergillus niger kan worden omgezet in geniposide om genipine te bereiden en zo te voldoen aan de vraag naar grote hoeveelheden genipine. Arctium lappa heeft de effecten van het voorkomen of behandelen van chronisch nierfalen en de effectieve ingrediënten zijn arctiine en arctigenine. Het β-glucosidase in Grifola frondosa en Rhizoctonia solani kan klis omzetten om arctigenine te produceren. Liu et al. gebruikten commerciële β-glucosidase om de klisvrucht volledig te hydrolyseren en zo het klisaglyconproduct te verkrijgen. De omzetting van arctiine in arctigenine kan de biologische beschikbaarheid effectief verbeteren. Resveratrol voorkomt tumoren en atherosclerose. Het β-glucosidase geïsoleerd en gezuiverd uit Aspergillus oryzae sp. 100 en Lactobacillus kimchi, en het recombinante β-glucosidase gekloond uit de metagenomica van mangrovebodem door Mai et al. Glucosidase kan polydatine omzetten in resveratrol. Paclitaxel is een secundaire metaboliet van Taxus chinensis en heeft een goed therapeutisch effect op eierstokkanker en borstkanker. Het drooggewicht van paclitaxel in Taxus chinensis is slechts 0,02%, en het gehalte aan 7-xylose-10-deacetylpaclitaxel dat als afval wordt weggegooid is meer dan 10 keer dat van paclitaxel. Dou et al. gebruikten het extracellulaire xylosidase dat wordt afgescheiden door Cellulosimicrobium cellulans stam F16 om 7-xylose-10-deacetylpaclitaxel om te zetten in 10-deacetylpaclitaxel en vervolgens via een eenstaps acylatiereactie paclitaxel te genereren.

Tabel 2. Biotransformatie van andere O-glycosiden door glycosidase

Product	Substraat	Reactie	Organisme
Genipin	Geniposide	β-Glucosidase	Penicillium nigricans
Genipin	Geniposide	β-Glucosidase	Aspergillus niger
Arctigenine	Arctiin	β-Glucosidase	Grifola frondosa
Arctigenine	Arctiin	β-Glucosidase	Rhizoctonia solani
Arctigenine	Arctiin	β-Glucosidase	Commercieel
Resveratrol	Polydatine	β-Glucosidase	Aspergillus oryzae
Resveratrol	Polydatine	β-Glucosidase	Lactobacillus kimchi
Resveratrol	Polydatine	β-Glucosidase	Niet-kweekbare microben
10-Deacetylpaclitaxel	7-Xylosyl-10-deacetylpaclitaxel	β-Xylosidase	Cellulosimicrobium cellulans

3. Biotransformatie van koolstofglycosiden en thioglycosiden

Naast oxyglycosiden worden glycosidehydrolasen ook gebruikt in het onderzoek naar de hydrolysemodificatie van koolstofglycosiden en thioglycosiden (Tabel 3). Koolstofglycosiden worden gevormd door dehydratiecondensatie van ortho- of para-positie waterstof geactiveerd door de fenolhydroxylgroep van het aglycon met suikergroepen. Carboside flavonoïden hebben veel activiteiten zoals ontstekingsremmend, antibacterieel, tumorremmend, bloedsuikerverlagend en immuniteitsverhogend. Vergeleken met oxoside flavonoïden hebben carboside flavonoïden een hogere stabiliteit en kunnen volledig worden geabsorbeerd en potentiële medicijnmoleculen worden. Omdat koolstofglycosidebindingen moeilijk te hydrolyseren zijn, zijn er weinig rapporten over de hydrolyse van koolstofglycosideflavonoïden. Sanugul et al. isoleerden een bacterie uit een mengsel van menselijke fecale bacteriën, die een glycosidase uitscheidde onder de inductie van mangiferine, die de koolstofglycosidebindingen in mangiferine kan hydrolyseren om mangiferine met een betere activiteit te produceren. Nakamura et al. isoleerden stam PUE uit menselijke darmbacteriën, die een carboglycosidase kan isoleren en zuiveren dat puerarine hydrolyseert tot aglycon. In het onderzoek naar carboglycosidase-coderende genen ontdekten Braune et al. dat de eiwitcoderende genen dfgA, dfgB, dfgC, dfgD en dfgE in Eubacterium cellulosolvens carboglycosidases coderen die isoorientine kunnen hydrolyseren om overeenkomstige aglyconen te produceren.

Glucosinolaten zijn een belangrijke klasse glucosinolaatverbindingen die veel voorkomen in kruisbloemige planten, zoals mosterd, broccoli, knoflook enzovoort. Studies hebben aangetoond dat het eten van kruisbloemige planten borstkanker, longkanker, darmkanker en andere vormen van kanker effectief kan voorkomen. Het belangrijkste actieve ingrediënt is isothiocyanaat dat wordt geproduceerd na afbraak van glucosinolaten. Glucosidase, ook bekend als myrosinase, komt voornamelijk voor in kruisbloemige planten, maar het is op een andere plaats verdeeld dan glucosinolaten. Alleen als de cellen gebroken zijn, zullen ze zich vermengen en reageren. Door het lage gehalte aan endogene myrosinase is het moeilijk om glucosinolaten effectief te hydrolyseren tot actieve producten. Sulforafaan is een isothiocyanaat met farmacologische activiteit. Shen et al. gebruikten exogene myrosinase om glucoraphanine met succes om te zetten in sulforafaan. Op dit moment zijn er weinig studies over de hydrolytische modificatie van koolstofglycosiden en thioglycosiden. In de toekomst zal de ontwikkeling en structurele modificatie van meer koolstofglycosiden en thioglycosiden meer kandidaatmoleculen voor de ontwikkeling van geneesmiddelen opleveren.

Tabel 3. Biotransformatie van C-glucosiden en S-glucosiden door glycosidase.

Product	Substraat	Reactie	Organisme
Norathyriol	Mangiferine	C-glucosyl-afbrekend enzym	Bacteroides
Daidzeine	Puerarine	C-glucosyl-afbrekend enzym	Mens intestinaal bacterie
Luteoline	Homoorientin	C-glucosyl-afbrekend enzym	Eubacterium cellulosolvens
Sulforafaan	Glucoraphanine	Myrosinase	Broccoli zaden

Neem nu contact met ons op!

Als je Price nodig hebt, vul dan je contactgegevens in op het formulier hieronder. We nemen dan meestal binnen 24 uur contact met je op. Je kunt me ook een e-mail sturen info@longchangchemical.com tijdens kantooruren (8:30 tot 18:00 UTC+8 ma. ~ za.) of gebruik de live chat op de website voor een snel antwoord.

Samenstelling Glucoamylase	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Xylanase	37278-89-0
Cellulase	9012-54-8
Naringinase	9068-31-9
β-amylase	9000-91-3
Glucose-oxidase	9001-37-0
alfa-amylase	9000-90-2
Pectinase	9032-75-1
Peroxidase	9003-99-0
Lipase	9001-62-1
Katalase	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastase	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Lactische dehydrogenase	9001-60-9
Dehydrogenase malaat	9001-64-3
Cholesteroloxidase	9028-76-6