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japonaisÉtude sur le ginsénoside Rare Rg1 Rb1
Le Ginseng («Panax»Ginseng C. A. Meyer) est une herbe vivace de la famille des Araliaceae Et etest une médecine traditionnelle chinoise précieuse. Les ginsénosides sont l’un des principaux ingrédients actifs du ginseng. Ils appartiennent au groupe des glycosides triterpénoïdes Et etsont formés par la condensatiSur led’un sucre Et etd’un précurseur glycoside. Des études ont montré que les ginsénosides ont une variété d’effets pharmacologiques [1-3]. Après administratiSur leorale, la plupart des ginsénosides de type protopanaxadiol sont hydrolysés par la flore intestinale en ginsénosides C-K, Rg3, L / 2Et etPPD D[4-5], Et etles ginsénosides de type protopanaxatriol sont principalement dégradés en ginsénosides F1 et 20(S)-PPT[6- 7]. Le métabolite C-K des ginsénosides de type protopanaxadiol a une activité antitumorale significative dansvitro et dansvivo, et son activité est renforcée par rapport au précurseur [8]. Rg1, Re et 20(S)-PPT ont un fort effet de métastases cellulaires anti-tumorales après administration orale, tandis que seulement 20(S)-PPT a un effet anti-tumoral lorsqu’il est administré par voie intraveineuse, ce qui indique que l’effet de métastases anti-tumorales de Rg1 et Re après administration orale est produit par leur métabolite 20(S)-PPT [9].
Un grEt en plusnombre d’études ont montré que le ginsénoside est déglucosylé par les bactéries intestinales pour produire des ginsénosides rares avec deux ou des liaisons glycosidiques simples, qui ont une activité biologique plus forte [10].
La La Biotransformationpeut modifier la structure chimique des ginsénosides, améliorer efficacement l’utilisation in vivo des ginsénosides, optimiser l’efficacité clinique du médicament et réduire les effets indésirables [11]. La La biotransformationdes ginsénosides comprend des changements dans la glycosylation, l’hydroxylation et les liaisons doubles. La glycosylation des ginsénosides se produit principalement aux niveaux C-3, C-6 et C-21, y compris l’hydrolyse et la glycosylation des glycosides; Certaines transformations se produisent également sur les chaînes latérales C-3, C-12 et C-17, reliant les groupes méthyle et les groupes hydroxyle; La modification des doubles liaisons implique principalement l’addition ou l’oxydation de la double liaison C-24/C-25. Cet article passe en revue le développement de la biotransformation microbienne des ginsénosides rares au cours des dernières années, les changements structurels du noyau parent et l’applicationde ses dérivés, avec l’espoir de fournir une base théorique pour la recherche structurelle et l’application des ginsénosides et de leurs dérivés.
1 Structure et application de ginsénosides rares
1.1 Structure des ginsénosides rares
Les ginsénosides sont divisés en triterpénoïdes tétracycliques et en triterpénoïdes pentacycliques selon la structure de l’aglycone. Les ginsénosides de type protopanaxadiol (Figure 1a) et les ginsénosides de type protopanaxatriol (Figure 1b) sont tous deux des ginsénosides triterpénoïdes tétracycliques de type dammarane, les saponines de type Oxytirone (Figure 1c) sont un type de saponine triterpénique tétracyclique avec une chaîne latérale contenant un anneau de furane; Les saponines de type oléanane dont le noyau d’origine est l’acide oléanolique appartiennent aux saponines pentacycliques triterpéniques (Figure 1).
Le nom de "ginsénosides rares" est dérivé du fait qu’ils sont naturellement présents en quantités faibles ou presque inexistantes. Les ginsénosides rares sont principalement des saponines de type damascane, avec pas plus de trois groupes de sucre attachés aux positions C-3, C-6 et C-20 de l’aglycone, et pas plus de deux groupes de sucre attachés à une seule position. Les ginsénosides rares sont principalement obtenus par déglycosylation ou déshydratation des ginsénosides. Actuellement, les principaux ginsénosides rares identifiés sont Rg3, Rg1, Rh1, Rh2, Rh3, RT3, F1, F2, C-K, PPD,PPT, etc., comme le montre le tableau 1.
1.2 Application de saponines rares au ginseng
Rares saponines de ginseng se trouvent principalement dans le ginseng rouge et le ginseng noir, et sont la base de l’activité physiologique du ginseng rouge et du ginseng noir, qui est différent de celle du ginseng. La poudre de Ginseng et les comprimés de Ginseng vendus sur le marché ne broyent que les matières premières (Ginseng, Ginseng américain, etc.) dont les saponines de Ginseng sont extraites en poudre, ou ajouter des excipients et ensuite presser en comprimés. Les comprimés et les capsules de saponine de Ginseng n’extraient que la totalité des ginsénosides de l’herbe médicinale, sans autre séparation ou transformation. Ce ginsénoside directement extrait doit être décomposé par des enzymes spécifiques avant de pouvoir être absorbé par le corps. Cependant, ces enzymes sont rares ou absentes dans le corps humain. Il en résulte une faible biodisponibilité et de faibles effets pharmacologiques dans le corps humain.
À l’heure actuelle, la plupart des rares préparations de ginsénoside en Chine contiennent les composants monomères Rh2 ou Rg3. Les préparations contenant un seul type de ginsénoside monomère sont indiquées dans le tableau 2.
Des ginsénosides rares communs tels que le ginsénoside C-K, Rg3 et Rh2 ont été utilisés dans des applications cliniques pour améliorer le corps et#39; L lsanté immunitaire ou en association avec d’autres médicaments pour un traitement adjuvant. Pendant ce temps, la recherche d’application des ginsénosides rares est toujours une partie importante du développement du ginsénoside. En utilisant le 20(R) -ginsénoside comme matière première, les chercheurs ont synthétisé un nouveau dérivé du glycinate de ginsénoside par une réaction d’estérification entre la position C-3 et la tert-butoxycarbonylglycine. Et a déterminé que l’activité anti-tumorale de ce dérivé est plus de 100 fois celle du 20(R) -ginsénoside (ci50 >30 mmol/L). L’effet inhibiteur in vivo de l’a11 est plus significatif que celui du 20(R) -ginsénoside (P< 0,01). En même temps, A11 inhibe la prolifération, la migration et l’invasion des cellules HeLa et favorise l’apoptose [12]. Le ginsénoside Rg4 est un ginsénoside rare présent dans les feuilles de ginseng et le ginseng noir. Le Rg4 inhibe l’inflammation et présente des effets protecteurs contre la sepsis induite par la CLP [13]. Rg5 forme un complexe stable avec le récepteur purinergique humain 12 (P2RY12) par des interactions allostérique, réduisant son activité via les résidus E188 et R265, entraînant une diminution de la libération d’interleukine (IL)-6, IL-1β et le facteur de nécrose tumorale -α dans le plasma sanguin, améliorant la réponse inflammatoire tout en inhibant la formation de thrombi veineux [14]. Le ginsénoside Rk1 est anti-tumorale [15], régule la glycémie [16-17], protège le système nerveux [18-19] et, lorsqu’il est utilisé en combinaison avec le ginsénoside Rk5, favorise la différenciation et la croissance de l’ostéoblaste en augmentant l’activité de la phosphatase alcaline, ce qui traite l’ostéoporose [20]. Au fur et à mesure que la recherche progresse, on découvrira davantage d’activités biologiques des ginsénosides rares et de leurs dérivés.
2 état de la recherche sur la biotransformation des ginsénosides rares
Les principales méthodes de transformation du ginsénoside sont la transformation chimique et la biotransformation....... La transformation chimique utilise principalement des réactions telles que l’hydrolyse acidobasique des liaisons glycosidiques, l’addition oxydative et l’acétylation pour changer les substituants. La Biotransformation utilise des cellules microbiennes pour modifier la structure de substrats exogènes, et utilise une ou plusieurs enzymes produites au cours du métabolisme pour catalyser des réactions sur des parties (groupes) spécifiques du substrat, augmentant ainsi la teneur et les propriétés médicinales des ingrédients actifs [21]. Les méthodes de Bioconversion comprennent la transformation bactérienne, la transformation de la flore intestinale, la transformation fongique et la catalyse enzymatique in vitro, qui compensent les lacunes des méthodes de transformation chimique, telles que les conditions de réaction drastiques, la pollution de l’environnement et la La productionde sous-produits. Ils sont largement utilisés dans la recherche et la production. Les principaux types de réaction de biotransformation comprennent les réactions d’hydrolyse du glycoside et les réactions redox [22], parmi lesquelles les réactions d’hydrolyse du glycoside sont les plus largement utilisées [23]. Ces dernières années, la réaction d’addition aux positions C-24 et C-25 a également été progressivement appliquée dans la production pratique.
2.1 hydrolyse Glycoside des rares saponines au ginseng
2.1.1 hydrolyse du glycoside microbien des saponines de ginseng
La voie métabolique des saponines au ginseng in vivo est une partie importante de la recherche sur la relation structure-activité des saponines au ginseng. La déglycosylation par étapes est la principale voie métabolique des saponines de ginseng in vivo. Les rares saponines de ginseng et aglycones produsonpar le métabolisme ont des effets pharmacologiques importants dans le corps. Les principaux produits de transformation du ginsénoside Rd étaient F2, Rg3, C-K, Rh2 et PPD; Les principaux produits de transformation du ginsénoside F2 étaient le C-K et le PPD; Les principaux produits de transformation du ginsénoside Rg3 sont le Rh2 et le PPD[24]; Et C-K et Rh2 peuvent être convertis en PPD[25]. L’analyse des produits de transformation des saponines de type protopanaxatriol Re, Rg1, Rh1, Rf, F1 et R1 dans la flore intestinale humaine a permis de déterminer leurs métabolites et leurs voies de transformation, c’est-à-dire que la voie de conversion du ginsénoside Re est Re →Rg1/Rg2 →Rh1/F1 →PPT; La voie de conversion du ginsénoside Rg1 est Rg1 →Rh1/F1 →PPT; La voie de conversion du ginsénoside Rf est Rf→Rh1 →PPT; Et la voie métabolique du notoginsénoside R1 est R1 →Rg1/Rg2 →Rh 1 →PPT[26].
La voie métabolique du ginsénoside Rb1par les bactéries intestinales in vitro est un processus de déglucosylation, et l’hydrolyse du ginsénoside Rb1 par les bactéries intestinales in vitro est également un processus de déglucosylation par étapes [27]. Il en va de même pour le métabolisme du ginsénoside par les bactéries intestinales in vivo. GUO et Al., et al.[28] ont utilisé des antibiotiques à large spectre pour construire un modèle de rats sans germes et ont vérifié la conversion des saponines de notoginseng (1,535 g/kg) par le microbiote intestinal chez les rats. Les résultats ont montré que les quatre métabolites ginsénoside F1, Rh2, C-K et PPT ont été détectés dans le plasma des rats exempts de germes, mais pas dans le plasma des rats porteurs de germes. Par conséquent, on en déduit que la loi fondamentale du métabolisme du ginsénoside in vivo est le tétraglycoside → trisaccharide → disaccharide → monosaccharide → aglycone.
Il existe de nombreux types d’enzymes présents dans les micro-organismes, qui ont le potentiel de convertir les glycosides [29]. En même temps, les sucres éliminés après la fermentation peuvent être utilisés comme source de carbone pour la croissance et la reproduction fongiques, ce qui permet de se métaboliser pour produire plus d’enzymes [30]. Par conséquent, différents microorganismes peuvent être utilisés comme biocatalyseurs pour jouer un rôle Important:dans la biotransformation de produits naturels. Des chercheurs canadiens et étrangers ont utilisé des bactéries et des champignons pour mener des recherches sur la biotransformation des ginsénosides (Figure 2).
Des études ont montré que certains champignons et bactéries tels que Aspergillus Niger, Fusarium sp., Penicillium sp., Cordyceps sinensis et Armillaria mellea, Bifidobacterium breve, Bacillus sp., Lactococcus lactis et Lactobacillus plantarum sub sp., Terrabacter sp., Cellulosimicrobium cellulans sp., Et Thermotoga thermarum peut métaboliser les groupes de sucre du ginsénoside C-3 ou C-20 pour produire des ginsénosides ou aglycones rares (tableau 3). Aspergillus Niger peut métaboliser le ginsénoside Rb1 et Rb3 en ginsénosides Rd, F2 et C-K, respectivement [31, 38]; Il peut également hydrolyser le 3-O-Glc des ginsénosides Rb2 et Rc d’abord, puis hydrolyser le 20-O-Ara pour produire une voie d’hydrolyse unique: Rb2 → C-O → C-Y → C-K, Rc → C-Mc1 → C-Mc → C-K, et principalement par la voie de Rb3 → C-Mx1 → C-Mx → C-K pour hydrolyser le 3-O-Glc de Rb3, et hydrolyse lentement Rb3 20-O-Xly par la voie Rb3 → Rd → F2 → CK [38]. Le Penicillium hydrolyse les ginsénosides et les monomères ginsénosides par la voie Rb1 → Rd → F2 → C-K, produisant des ginsénosides rares [32-33,52]; Fusarium convertit les saponines totales de ginsénosideen rares ginsenoside C-K par fermentation [47]; Bifidobacterium fermentum peut convertir le ginsenoside F2 en ginsenoside C-K [39]; Bacillus subtilis hydrolyse les positions C-3 et C-20 du ginsénoside Rb1 aux positions C-3 et C-20 de l’aglycone, respectivement, pour générer des ginsénosides Rd, Rg3[39] et Gyp-x
Ces dernières années, des champignons comestibles ont également été utilisés dans l’étude de l’hydrolyse à la glycosidase des saponines de ginseng. Par exemple, Cordyceps militaris peut convertir la saponine du ginseng Rb1 en la rare saponine du ginseng F2, la voie de conversion étant Rb1→Rd→F2 [44]. Le champignon de l’anneau de miel peut convertir le ginsénoside Rb2 en les rares ginsénosides C-Y et C-K, la voie de conversion étant Rb2→C-Y→C-K [45]. C’est la première fois dans la littérature qu’un basidiomycète est utilisé pour convertir le ginsénoside Rb2 en le rare ginsénoside C-K.
La transformation microbienne a ses propres avantages uniques. Les conditions de réaction sont douces, et comparées aux méthodes de transformation physique et chimique, il ne nécessite pas de températures et de pressions élevées, ce qui réduit les coûts. Pendant la réaction, presque aucun réactif organique n’est utilisé, ce qui peut assurer l’activité des ginsénosides dans la plus grande mesure. Les enzymes sécrétées par les micro-organismes peuvent se décomposer et consommer des impuretés telles que les sucres et les protéines, augmenter la concentration de ginsénosides et augmenter le taux de conversion. La méthode de conversion microbienne a une grande efficacité d’utilisation des matières premières et une grande efficacité de conversion, ce qui non seulement permet d’économiser des matières premières, mais augmente également la production [46].
2.1.2 hydrolyse enzymatique du groupe sucrier des ginsénosides
La spécificité de la conversion microbienne est inférieure à celle de la conversion enzymatique directe, de sorte que l’activité de la glycosidase doit être ajustée pour limiter la production de sous-produits et améliorer la spécificité de la conversion.
Les saponines présentent des différences structurelles et une diversité fonctionnelle.Ginseng saponineLa structure comprend 1 à 4 liaisons glycosidiques. Les groupes de sucre courants comprennent le β-glucose, le L-arabinose, le D-xylose et la L-rhamnose, qui nécessitent l’action synergique de différentes enzymes pour réaliser la bioconversion. Les enzymes courantes comprennent la glucosidase, la mannosidase, l’arabinosidase et la xylosidase, qui sont principalement isolées et purifiées à partir de micro-organismes ou d’animaux et de plantes. Dans l’étude de la conversion enzymatique des ginsénosides, les chercheurs ont d’abord utilisé des enzymes produites par des microorganismes naturels pour hydrolyser les liaisons glycosidiques des ginsénosides. Par exemple, l’utilisation de Monascus purpureus, qui peut produire de la β-glucosidase extracellulairement, pour fermenter les ginsénosides a permis une augmentation de 2,3 fois de la fraction massique de Rg3 dans les ginsénosides [57]. À mesure que la recherche progressait, les chercheurs ont extrait de la β-glucosidase relativement pure de champignons, d’animaux et de plantes pour hydrolyser les ginsénosides. Jin et Al., et al.[58] ont utilisé la β-glucosidase pour convertir les ginsénosides Rb1, Rb2, Rc et Rd qui ont été convertis en la rare saponine Rh2 à l’aide de la β-glucosidase. Cependant, les enzymes isolées de microorganismes et d’animaux et de plantes sont pour la plupart des enzymes mixtes, difficiles à convertir de manière ciblée et comportant de nombreux produits de réaction secondaire, ce qui augmente la difficulté d’isoler et de purifier les produits de conversion.
Avec le développement de la biologie moléculaire et de la technologie de génie génétique, l’utilisation de la technologie de recombinaison génétique pour construire des bactéries génétiquement modifiées pour effectuer la glycosylation des saponines de ginseng est un moyen efficace d’améliorer l’efficacité de conversion. Escherichia coli et les cellules de levure, en tant qu’hôtes d’expression matures, sont souvent utilisées comme vecteurs d’expression préférés pour les protéines enzymatiques biologiques recombinantes. L’introduction du gène de la glycosyltransférase dans la cellule vecteur produit efficacement le ginsénoside Rh2 [59]. Ces dernières années, le gène de la xylosidase xln-DT d’une bactérie thermophile a été recombiné dans le plasmide pET-20b en aval du peptide signal pelB à l’aide de la technologie d’épissage génétique. Le plasmide recombinant pelB-xln-DT a été transformé en hôte d’expression E. coli E. coli BL21 (DE3), et l’enzyme a été utilisée comme catalyseur pour hydrolyser la liaison glycosidique de la saponine de notoginseng R1. Et produit avec succès ginsenoside Rg1[44]. Jeon et Al., et al.ont utilisé la glucosidase recombinante (MT619) pour convertir le ginsénoside Re, et la voie de conversion était Re →Rg1 →F1 →MT1[60]. MT1 est un nouveau ginsénoside de type PTT. Le gène codant pour la β-glucosidase de deux souches de bacille a été cloné et fortement exprimé dans E. coli BL21 (DE3). Utiliser l’extrait brut de BL21 (DE3) pour hydrolyser le ginsénoside Rb1 pour produire le ginsénoside F2[40]; L’enzyme recombinante exprimée en tandem dans E. coli est de plus grande pureté et peut convertir des ginsénosides de type PPP en le rare ginsénoside Rh2(S)[61].
Actuellement, la plupart des études utilisent une seule enzyme pour convertir les ginsénosides. Par conséquent, les études futures peuvent utiliser la technologie de recombinaison génétique pour exprimer des enzymes ayant des fonctions différentes chez le même hôte. Grâce à l’effet synergique de différentes enzymes, l’objectif de produire des ginsénosides rares et leurs dérivés qui répondent à des besoins spécifiques peut être atteint, améliorant ainsi le taux d’utilisation des ressources de ginseng.
2.2 modification microbienne de la structure de l’aglycone des ginsénosides
La recherche sur la modification structurelle des aglycones de ginsénoside s’est principalement concentrée sur les ginsénosides de type PPP, et des dérivés tels que 25-OH-PPD et 25-OCH3-PPD ont été obtenus. Les méthodes de dérivation sont généralement des méthodes chimiques et physiques, et il y a eu peu d’études sur la modification de la structure de l’aglycone par des méthodes biologiques. Les principales méthodes qui ont été rapportées sont l’hydratation de la double liaison à la position C24-C25, chez le rat. La principale voie métabolique du 20S-dammar-24-en-2α, 3β, 12β, 20-tétrol (GP) observée est l’oxydation de la liaison 24,25-double pour former le 24,25-époxyde, suivie par l’hydrolyse et le réarrangement pour former le 20,24-époxyde (Figure 3) [62]. Les chercheurs ont utilisé la co-culture de saponines de ginseng et de Cordyceps militaris pour convertir le ginsénoside Rg1 en 25-OH-(S/R)-Rh1 et le panaxoside R1 en 25-OH-20(S/R)-R2. La teneur en dérivés 25-OH dans les produits de conversion est beaucoup plus élevée que celle du ginsénoside Rh1 et du panaxoside R2, ce qui facilite l’isolement et la purification du dérivant [63-64]. En utilisant Mucor spinosus en co-culture avec 20(S)-protopanaxatriol, six dérivés ont été obtenus. Les résultats de l’étude ont prouvé que les dérivés de ginsénoside produits par déshydrogénation à la position C-12 suivie d’une hydroxylation à la position C-7 ou C-11 et d’une carbonylation à la position C-15, ainsi que par un réarrangement de double liaison à la position C-26, ont une activité inhibiteur importante contre les cellules cancéreuses [65].
Selon des recherches nationales et étrangères, il est spéculé que ce pourrait être le système biocatalytique le plus efficace pour l’hydroxylation sélective régionale des ginsénosides. Des études expérimentales ont révélé que ces dérivés exercent des effets différents in vivo et in vitro par différents mécanismes, et que leur activité biologique est plus élevée que celle des ginsénosides communs [66]. Par exemple, le Rb1 subisse une réaction de déshydrogénation pour former le dihydroginsénoside Dg-Rb1, qui peut réparer les neurones endommagés sans affecter les paramètres systémiques, et la dose efficace de Dg-Rb1 est 10 fois inférieure à celle du Rb1 [67]. Le dérivé d’ester octyle Rh2-O du ginsénoside Rh2 a une activité anticancéreuse plus élevée que le Rh2 en activant la voie intrinsèque de l’apoptose [68]. Les dérivés acétyliques de la PPD ont une activité importante d’induction antiproliférative et apoptotique, et certains dérivés ont une activité anticancéreuse plus élevée que la PPD [69]. L’anneau pyrazine a été introduit dans 25-OH-PPD pour améliorer son activité antitumorale. La 2-Pyrazine-PPD peut inhiber de manière significative la prolifération des cellules cancéreuses gastriques et a peu de toxicité pour les cellules normales (lignée cellulaire épithéliale gastrique humaine GES-1) [70]. Le dérivé 25-OH-PPD de l’ aglycone PPD a une meilleure activité anticancéreuse que les médicaments existants sur le marché tels que le ginsénoside Rg3, le paclitaxel et l’acide aminolévulinique [71].
Par conséquent, tout en maintenant la structure active originale du ginsénoside, la structure aglycone du ginsénoside peut être modifiée en introduisant des groupes polaires et des groupes pharmacophore pour améliorer la solubilité dans l’eau, le ciblage et l’efficacité du ginsénoside, et améliorer la biodisponibilité du ginsénoside.
2.3 Glycosylation des ginsénosides
À partir du 2,3-oxidosqualène, la biosynthèse des ginsénosides peut être divisée en trois étapes: 2,3-oxidosqualène cyclase (OSC) cyclizes 2,3-oxidosqualène; Les réactions d’hydroxylation et de glycosylation sont ensuite réalisées par cytochrome (Cyt) et glycosyltransférase (GT), produisant finalement des ginsénosides [72]. L’enzyme UGT est l’une des enzymes les plus critiques dans la synthèse des ginsénosides rares dans les organismes vivants [73] et est également la dernière étape de la biosynthèse des ginsénosides. Le gène UGT a été cloné à partir de Lactobacillus rhamnosus et exprimé dans E. coli BL21 (DE3). La protéine UGT recombinante peut convertir le Rh2 en deux nouveaux ginsénosides, le ginsénoside glucosylé Rh2 et le ginsénoside diglucosylé Rh2 [74].
Le triterpénoïde aglycon est catalysé par l’ugt pour former des ginsénosides avec des structures différentes. L’aglycon de protopanaxadiol est glycosylé aux positions C-3 et C-20, et l’aglycon de protopanaxatriol est glycosylé aux positions C-6 et C-20 [80]. La rare voie de glycosylation ginsénoside est illustrée à la Figure 4. La glycosyltransférase 73C5 (UGT 73C5) a été isolée chez Arabidopsis thaliana et ajoutée par étape à la PPD. Cette glycosyltransférase peut transférer sélectivement du glucose au groupe hydroxyle C-3 de la PPD pour synthétiser le ginsénoside Rh2, ce qui permet d’obtenir le plus grEt en plusrendement rapporté de ginsénoside Rh2 (3,2 mg/mL) [75]. La glycosyltransférase 74AE2 (UGT 74AE2) catalyse le transfert de glucose vers les groupes hydroxyle C-3 de PPD et C-K pour former Rh2 et F2, respectivement [76]. La glycosyltransférase 94Q2 (UGT 94Q2) peut transférer du glucose à Rh2 et F2 pour former respectivement Rg3 et Rd [77]. L’ugt51 est l’une des glycosyltransférases de Saccharomyces cerevisiae S288c [78], qui peut transférer du glucose dans le groupe hydroxyle C-3 de PPD pour former Rh2 [79]. Des recherches futures sur les UGTs pourraient fournir un aperçu du mécanisme de régulation de la glycosylation du ginsénoside et offrir de nouvelles façons de modifier la production de ginsénoside.
En tant que facteur catalyseur direct de la formation de ginsénosides, les ugt jouent un rôle vital dans la production de ginsénosides par biocatalyse. La plupart des ugt d’origine végétale ont une faible activité catalytique, tandis que les ugt microbiennes recombinantes ont des propriétés biocatalytiques spéciales, telles que la promiscuité du substrat et des niveaux élevés d’expression dans les cellules de substrat microbien, qui en font des outils efficaces pour la production de ginsénosides. Par conséquent, il est nécessaire d’améliorer l’activité catalytique des UGTs afin d’augmenter le rendement et la production des ginsénosides rares cibles.
3 Conclusion et perspectives
Des études ont montré que les ginsénosides rares ont une valeur médicinale plus élevée. En même temps, la faible solubilité dans l’eau et la faible teneur en ginsénosides rares ont limité leur application. L’hydrolyse ou la glycosylation des ginsénosides par des enzymes intracellulaires ou extracellulaires de différents micro-organismes convertis efficacement les ginsénosides polysacchride et les aglycones inactifs en ginsénosides rares, améliorant ainsi la biodisponibilité des ginsénosides.
Des études ont révélé que des changements dans certains groupes fonctionnels peuvent modifier la structure et les propriétés moléculaires, affectant ainsi la liaison des médicaments aux récepteurs et affectant l’efficacité. Par exemple, les groupes alkylés peuvent augmenter la solubilité lipidique d’un composé, réduire la dissociation, augmenter la stabilité et prolonger la durée d’action du médicament; Les groupes sulfhydryliques augmentent la solubilité des lipides et facilitent l’absorption des médicaments; Les liaisons amide peuvent facilement former des liaisons hydrogène avec des macromolécules biologiques et se lier aux récepteurs, montrant une spécificité structurelle spéciale; Et la rupture d’un groupe hydroxyle pour former une liaison hydrogène augmente la solubilité dans l’eau du composé, augmentant ainsi l’activité du médicament.
Compte tenu de la structure des ginsénosides, on pense que des réactions d’hydroxylation peuvent se produire aux positions C-2, C-11, C-15, C-24 et C-30 et peuvent subir des réactions d’hydroxylation; Les doubles liaisons carbone-carbone aux positions C-12 et C-13 peuvent subir des réactions d’addition et des réactions d’oxydation; En même temps, les ginsénosides de type diol peuvent être oxydés aux positions C-12 et C-24 pour former les ginsénosides de type oryctol. Par conséquent, sides enzymes pouvant modifier la structure des ginsénosides peuvent être trouvées par le cribage de différents microorganismes et enzymes, et que certains groupes peuvent être ajoutés ou éliminés en fonction de la structure active existante des ginsénosides rares, l’activité pharmacologique et le ciblage des ginsénosides peuvent être améliorés, et la biodisponibilité des ginsénosides peut être augmentée, fournissant une nouvelle direction pour la modification structurelle des ginsénosides.
Dans le même temps, avec le développement continu de la technologie dans les domaines de l’alimentation, de la médecine et de la biochimie, les chercheurs peuvent utiliser la génétique, la cytologie moléculaire et d’autres formes d’intégration interdisciplinaire, ainsi que le dépistage à haut débit et la technologie génomique pour sélectionner ou concevoir des enzymes ou des souches à haut taux de sélectivité et de conversion. Des moyens biologiques peuvent être utilisés pour réaliser la production industrielle de saponines rares à ginseng hautement actives et de leurs dérivés, augmentant davantage le rendement de saponines rares à ginseng et de leurs dérivés hautement actifs. Ceci est d’une grande importance pour utiliser pleinement les ressources de ginseng au profit du public.
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