Ενίσχυση του αντικαρκινικού δυναμικού του Aspergillus Favus Endophyte Jojoba Taxol μέσω σύζευξης νανοσωματιδίων χρυσού μέσω ακτινοβόλησης
May 30, 2023
Συζήτηση
Τα μυκητιακά ενδόφυτα με ισχύ που παράγει ταξόλη δημιούργησαν την ελπίδα για μαζική παραγωγήΤαξόλη λόγω της γρήγορης ανάπτυξής τους, της οικονομικά αποδοτικής διαδικασίας ζύμωσης, της ανεξαρτησίας στις κλιματικές συνθήκεςαλλαγές και σκοπιμότητα γενετικής χειραγώγησης. Ωστόσο, τοαναμονή μυκήτων για βιομηχανικήη παραγωγή Taxol έχει αμφισβητηθεί από τη χαμηλότερη αναπαραγώγιμη απόδοση και την απώλειαΠαραγωγικότητα ταξόλης με την υποκαλλιέργεια [14, 16, 26, 39, 45, 53, 54]. Τα περισσότερα από τα ενδοφυτικάΜύκητες που παράγουν ταξόλη απομονώθηκαν απόTaxussp. καιPodocarpussp. που ανήκουνστην οικογένεια Taxaceae [18, 39]. Διερεύνηση της παραγωγής ταξόλης από ενδοφυτικούς μύκητες απόφυτά εκτός της οικογένειας Taxaceae με πιθανή παραγωγικότητα ταξόλης είναι ο κύριος στόχος απόβιοτεχνολόγοι.JojobaΤο φυτό είναι ένα από τα πιο παραδοσιακά αναγνωρισμένα φαρμακευτικά φυτάγια την εθνοφαρμακολογική του σημασία, όπως η αντιμικροβιακή δράση, η αντιφλεγμονώδης καιαντικαρκινικές δραστηριότητες [24, 55]. Έτσι, ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν η απομόνωση και η εκτίμηση τωνΤαξόλη που παράγει δραστικότητα των ενδοφυτικών μυκήτων από τοjojobaφυτό. Μεταξύ των ανακτηθέντωνμύκητες, το ενδοφυτικό στέλεχοςΑ. favusέδωσε την υψηλότερη απόδοση Ταξόλης (88,65 ug/l), όπως επικυρώθηκεαπό την ανάλυση TLC, απορρόφησης UV και HPLC. Ένα παρόμοιο παράδειγμα προβολής γιαΈχει αναφερθεί παραγωγή ταξόλης για ενδοφυτικά απόGinko biloba [28] και άλλα φυτά[15, 18, 20, 39, 56]. Η απόδοση Taxol απόΑ. favusέχει συμφωνηθείP. polonicum, ένα τέλοςφυτά τωνGinkgo biloba [28] καιΑ. favipes [15, 39], A. terreus [15, 39], ένα ενδόφυτο τουP. gracilior, καθώς και για τα ενδόφυτα τουTaxusspp. όπωςΑ. candidus, Fusarium solani [57], Α. niger [58], καιΑ. fumigatus. Η ταυτότητα τουΑ. favus, το ισχυρό μύκητα που παράγει ταξόληαπομόνωση, επιβεβαιώθηκε από τη μοριακή ανάλυση της περιοχής ITS και η αλληλουχία ήτανκατατέθηκε στη Genbank με πρόσβαση #MW485934.1, καθώς και στο Πανεπιστήμιο Assiut MycologicalΚέντρο (AUMC), Αίγυπτος με κατάθεση # AUMC13892. Ομοίως, η ταυτότητα τουA. favusεπιβεβαιώθηκε με βάση την αλληλουχία της περιοχής ITS [49, 59], 2018, 2019, [1, 11, 36, 43, 60–68]. Η χημική δομή της εξαγόμενης ταξόλης απόΑ. favusήταν1 HNMR και FT-IRαναλύσεις.
Τα επιλυμένα σήματα του HNMR γιαΑ. favusΗ ταξόλη ήταν πανομοιότυπη με το πρότυποΤαξόλη, η οποία διανεμήθηκε μεταξύ 1.0 και 8.0 ppm. Τρία σήματα πρωτονίων επιλύθηκαν στο1.0–3.0 ppm που αντιστοιχεί σε ομάδες μεθυλίου, οξικού και ακετυλενίου, ενώ τα σήματα γιαΤα αρωματικά τμήματα αναλύθηκαν στα 6,5–9.0 ppm [17, 45]. Με συνέπεια, για όλα τα Taxane scafπτυχώσεις, τα σήματα για τα πρωτόνια των πλευρικών αλυσίδων τους επιλύθηκαν στα 2.0–7.0 ppm, ενώ αυτά για τα πρωτόνια Ben.Οι ομάδες ζωικού (C2), φαινυλίου (C3) και βενζαμιδίου (C3) διαχωρίστηκαν σε 7.0 και 8,4 ppm [69] ( [70]. Τα φάσματα FT-IR τουΑ. favusΤο Taxol ήταν σαν το αυθεντικό Taxol, όπως συνέπεσε με το Taxolαπό άλλα απομονωμένα στελέχη μυκήτων [3], Visalakchi et al. 2010). Η απόδοση του Taxol απόΑ. favusήτανβελτιστοποιημένη με μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης χρησιμοποιώντας Plackett–Burman Design [17–20, 45, 46, 49, 71]. Η απόδοση της Ταξόλης αυξήθηκε κατά περίπου 1,8 φορές κατά την απόκριση στο παραγοντικόσχεδιασμός διαδικασίας διατροφικής βελτιστοποίησης [17, 45]. Οι εξαιρετικά σημαντικές μεταβλητές που επηρεάζουνΠαραγωγή ταξόλης απόΑ. favusβελτιστοποιήθηκε περαιτέρω με το σχέδιο CCD, δίνοντας το μέγιστοαπόδοση (302,72 ug/l) με κυστεΐνη (0.5 g/L) σε ρΗ 6,0 και επωάστηκε για 7 ημέρες. Σε μιαπροσπαθούν να ενισχύσουν την παραγωγή Taxol απόΑ. favus, εκτέθηκαν τα σπόρια του μύκηταιονίζουσα - ακτινοβολία και τα σπόρια αναπτύχθηκαν στο τροποποιημένο μέσο ζωμού εκχυλίσματος βύνης,και Taxol εκχυλίστηκε και ποσοτικοποιήθηκε. Κατά την ακτινοβολία με ακτίνες, η ταξόλη αποδίδει κατάΑ. φαvsδεν αυξήθηκε σημαντικά σε σύγκριση με τις καλλιέργειες ελέγχου, υποδηλώνοντας την έλλειψητης επαγωγής βιοσυνθετικής συστάδας γονιδίων του Taxol. Ωστόσο, η απόδοση Taxol ήταν ελαφράαυξήθηκε κατάFusarium maireκαιNodulisporium styliformως απόκριση στη γάμμα-ακτινοβολίαtion [1, 72], El-Sayed et al., 2020). Παραγωγικότητα ταξόλης απόΑ. favusως απάντηση σε διαφορετικάέχει μελετηθεί.Α. favusέδωσε την υψηλότερη απόδοση ταξόλης καλλιεργώντας σε Czapek's-Doxμέσα και εκχύλισμα βύνης, σύμφωνα με τα αποτελέσματα για την παραγωγή Taxol απόA. terreus [16, 53] καιP. polonium [28]. Ωστόσο, αναφέρθηκε προτίμηση του ΠΣΠ για την παραγωγή ταξόληςA. candidusκαιF. solani [73].
Πίνακας 7Αντιμικροβιακή δράση του Taxol έναντι διαφορετικών παθογόνων μικροοργανισμών που αντιπροσωπεύονται από το διάμαιθέρας ζώνης αναστολής (mm)
Για να αυξηθεί η στόχευση, διαλυτότητα και αποτελεσματικότητα της Ταξόλης να δεσμεύεται με την πρωτεΐνη στόχοin vivo, πολλές επιτυχημένες δοκιμές έχουν υποκινηθεί. Σύζευξη των AuNP με τοΤα λιγότερο διαλυτά χημειοθεραπευτικά φάρμακα είναι μια από τις πρόσφατες θαυμάσιες τεχνολογίες που αυξάνεταιτη διαλυτότητα και τη στοχευσιμότητα αρκετών χημειοθεραπευτικών φαρμάκων. Η καθαρισμένη Ταξόλη απόΑ. favusσυζεύχθηκε με AuNPs, παρουσία PVP ως κάλυμμα και σταθεροποιητικόπαράγοντας, που προκαλείται από ακτινοβολία από -ακτίνες. Το AuNP παρασκευάστηκε με βάση την ακτινοβολίαμείωση της παρουσίας PVP ως σταθεροποιητικών παραγόντων για την πρόληψη των κολλοειδών μετάλλωνταχεία συσσώρευση, όπως αποκαλύπτεται από την αλλαγή χρώματος και μια ισχυρή ζώνη απορρόφησης στο λ540 nm. Η αλλαγή χρώματος συνήθως αποδίδεται στον συντονισμό του επιφανειακού πλασμονίου (SPR) [74], και οι αιχμηρές και υψηλής έντασης κορυφές εξασφαλίζουν την υψηλότερη απόδοση και κατανομή μεγέθους τουσυντεθέντα AuNPs. Η ακτινοβολία γάμμα έχει πιστοποιηθεί ως μία από τις πιο επιθυμητέςμέθοδοι για τη σύνθεση μεταλλικών νανοσωματιδίων λόγω των εξαιρετικά αναγωγικών ριζών τους καιδημιουργώντας ελεύθερα ηλεκτρόνια χωρίς σχηματισμό υποπροϊόντων [50]. Το μέγεθος των σωματιδίων που λαμβάνεται απόΟι μετρήσεις DLS 47,58 nm ήταν μεγαλύτερες από τα αποτελέσματα TEM (13.0–21.0 nm) επειδή το DLS ήταν μεγαλύτερο.Η ανάλυση μετρά την υδροδυναμική ακτίνα. Από την ανάλυση XRD, η ανάπτυξη τουη κρυσταλλική δομή της κοινοπραξίας Taxol-PVP-AuNPs έχει αποκαλυφθεί από την περίθλασηκορυφώνεται στις 2ɵ=38.18 μοίρες, 44.01 μοίρες, 64.57 μοίρες, 77.67 μοίρες και 81.74 μοίρες που περιέγραψαν τις παρατηρήσεις του Μπραγκσε (111), (200), (220), (311) και (222), αντίστοιχα [51]. Τα συντιθέμενα AuNPsέδειξε αντοχή κρυστάλλου και παρείχε την προσωποκεντρική κυβική (fcc) κρυσταλλική δομή, μεμια άμορφη κορυφή στους 19,25 βαθμούς για Taxol που περιλαμβάνεται στην οργάνωση και μονιμότητατων AuNPs [52].
οαντιπολλαπλασιαστική δράσητων συζυγών Taxol-PVP-AuNPs αξιολογήθηκε έναντιΚυτταρικές γραμμές HEPG-2 και MCF-7, που κανονικοποιούνται σε εγγενή Taxol και AuNP, ξεχωριστά. οΗ βιοδραστικότητα της Ταξόλης αυξήθηκε δραματικά κατά τη σύζευξη με AuNPs, σε σύγκρισηστο εγγενές Taxol ως έλεγχος.
Το ενισχυμένοαντικαρκινική δράσητου Taxol από AuNPs θα μπορούσε να οφείλεται στη μείωσηστη λεμφική παροχέτευση, στην αυξημένη κυκλοφορία του αίματος και στη διαλυτότητα της ταξόληςσύζευξη με AuNPs και σε σύγκριση με την εγγενή ταξόλη [75]. Τα AuNP λαμβάνουν εξαιρετικάπροσοχή λόγω της χαμηλής τοξικότητάς τους, της υψηλότερης ευελιξίας για σύνδεση με διαφορετικά μόρια,και βιοσυμβατότητα [76]. Από το IC50τιμές, Taxol-PVP-AuNPs κοινοπραξία disέπαιξε μια σημαντική δραστηριότητα ενάντια στο HEPG-2 και το MCF-7, σε σύγκριση με το εγγενές Taxolκαι AuNP χωριστά. Όσον αφορά τη βιοδραστικότητα των AuNPs, το αντιπολλαπλασιαστικόη δραστηριότητα της κοινοπραξίας Taxol-PVP-AuNPs αυξήθηκε κατά περίπου 4 φορές σε σύγκριση μεΤα AuNP ως έλεγχοι. Είναι ενδιαφέρον ότι η δραστηριότητα της κοινοπραξίας Taxol-AuNPs ήταν εύλογησύμφωνο με το αυθεντικό Taxol. Η αντιμικροβιακή δράση τουΑ. favusTaxol-AuNPsη κοινοπραξία αξιολογήθηκε έναντι διαφόρων παθογόνων πολυανθεκτικών μικροοργανισμών. Κατά τη σύζευξη με AuNPs, η αντιμικροβιακή δράση του Taxol ήταν ισχυρήαυξήθηκε σε σύγκριση με τα εγγενή Taxol και AuNP, ξεχωριστά. Κοινοπραξία Taxol-AuNPSπαρουσίασε την υψηλότερη δραστηριότητα έναντιΕ. συσσωματώματα, C. albicans, καιΕ. coli.οΗ υψηλότερη δραστηριότητα του Taxol κατά τη σύζευξη με AuNPs πιστοποιεί τη βιοδιαθεσιμότητα,διαλυτότητα και αποτελεσματικότητα της Ταξόλης να δεσμεύεται με την πρωτεΐνη τουμπουλίνης στόχο in vivo.
Συμπληρωματικές πληροφορίες
Η ηλεκτρονική έκδοση περιέχει συμπληρωματικό υλικό που διατίθεται στη διεύθυνση
ΕυχαριστίεςΕκτιμούμε την οικονομική υποστήριξη από την Ακαδημία Επιστημονικής Έρευνας και Τεχνολογίας, Αίγυπτος, στον Καθ. Ashraf SA El-Sayed. Ευχαριστούμε τον Δρ Nabil Z. Mohamed, μέλος της EFBL, για την καθοδήγησή τουσχετικά με τη χρωματογραφική ανάλυση της ταξόλης και την ταυτοποίηση μυκήτων.
Συνεισφορά συγγραφέαΟι AIE, MK και GME εννοιολογούν το ερευνητικό επίπεδο. Η SSA εκτελεί το πειραματικόδουλειά. Το ΧΑ έγραψε το χειρόγραφο. Το AFE αναθεωρεί και επεξεργάζεται το χειρόγραφο. Όλοι οι συγγραφείς έχουν διαβάσει και εγκρίνειτο τελικό χειρόγραφο.
ΧρηματοδότησηΧρηματοδότηση ανοιχτής πρόσβασης που παρέχεται από την Αρχή Χρηματοδότησης Επιστήμης, Τεχνολογίας & Καινοτομίας(STDF) σε συνεργασία με την The Egyptian Knowledge Bank (EKB). Εκτιμούμε πολύ την οικονομική υποστήριξηαπό την Αιγυπτιακή Ακαδημία Επιστημονικής Έρευνας και Τεχνολογίας, ASRT-2021.
Διαθεσιμότητα δεδομένωνΌλα τα δεδομένα είναι διαθέσιμα σε αυτό το χειρόγραφο.
Συγκατάθεση για ΔημοσίευσηΔεν εφαρμόζεται
βιβλιογραφικές αναφορές
1. El-Sayed, ASAFE, Fujimoto, S., Yamada, C., Suzuki, H. (2010). Ενζυματική σύνθεση -γλουταμυλογλουταμίνης, ένα σταθερό ανάλογο γλουταμίνης, από -γλουταμυλοτρανσπεπτιδάση από Escherichia coliK-12(2010). Επιστολές Βιοτεχνολογίας, 32(12), 1877–1881.
2. Goldspiel, BR (1997). Κλινική επισκόπηση των ταξανών.Φαρμακοθεραπεία, 17, 110S-125S.
3. Kumaran, RS, Muthumary, J., & Hur, BK (2008). Παραγωγή ταξόλης απόPhyllosticta spinarum, ένας ενδοφυτικός μύκητας του Cupressus sp.Μηχανική στις Επιστήμες της Ζωής, 8, 438–446.
4. Schif, PB, Fant, J., & Horwitz, SB (1979). Προώθηση της συναρμολόγησης μικροσωληνίσκων in vitro με ταξόλη.Φύση, 277, 665–667.
5. Wani, MC, Taylor, HL, Wall, ΜΕ, Coggon, Ρ., McPhail, ΑΤ (1971) Plant antitumor agents. VI.Η απομόνωση και η δομή του Taxol, ενός νέου αντιλευχαιμικού και αντικαρκινικού παράγοντα από το Taxus bretvifolia.Εφημερίδα της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας(σελ. 2325–2327).
6. Malik, S., Cusidó, RM, Mirjalili, MH, Moyano, E., Palazón, J., & Bonfll, M. (2011). Παραγωγή τουαντικαρκινικό φάρμακο ταξόλη σεTaxus baccataκαλλιέργειες αιωρήματος: Μια ανασκόπηση.Process Biochemistry, 46, 23–34.
7. Kingston, DG, Jagtap, PG, Yuan, H., & Samala, L. (2002). Η χημεία της ταξόλης και συναφήταξοειδή. Fortschritte der Chemie οργανωτής Naturstofe. Πρόοδος στη χημεία των οργανικών φυσικώνπροϊόντα.Progrès dans la chimie des substances organiques naturelles, 84, 53–225.
8. Kingston, DGI, Samaranayake, G., & Ivey, CA (1990). Η χημεία του Taxol, μια κλινικά χρήσιμηαντικαρκινικός παράγοντας 1.Περιοδικό Φυσικών Προϊόντων, 53, 1–12.
9. Exposito, O., Bonfll, M., Moyano, E., Onrubia, M., Mirjalili, M., Cusido, R., & Palazon, J. (2009).Βιοτεχνολογική παραγωγή ταξόλης και συναφών ταξοειδών: Τρέχουσα κατάσταση και προοπτικές.ΑντικαρκινικόΠαράγοντες στη Φαρμακευτική Χημεία, 9, 109–121.
10. Stierle, Α., Strobel, G., Stierle, D., Grothaus, Ρ., & Bignami, G. (1995). Η αναζήτηση ενός Taxol-proπου προκαλεί μικροοργανισμό μεταξύ των ενδοφυτικών μυκήτων του πουρνάρι Pacifc, Taxus brevifolia.Εφημερίδα τουΦυσικά Προϊόντα, 58, 1315–1324.
11. Stierle, Α., Strobel, G., & Stierle, D. (1993). Παραγωγή ταξόλης και ταξανίου από Taxomyces andreanae,ένας ενδοφυτικός μύκητας Pacifc πουρνάρι.Επιστήμη, 260, 214–216.
12. Li J-y., Strobel G, Sidhu R, Hess WM, Ford EJ (1996) Endophytic taxol-producing fungi from baldκυπαρίσσι, Taxodium distichum.Μικροβιολογία. 142:2223–2226.
13. Strobel, G., & Daisy, B. (2003). Βιοαναζήτηση μικροβιακών ενδόφυτων και φυσικών προϊόντων τους. Κριτικές Μικροβιολογίας και Μοριακής Βιολογίας, 67, 491–502.
14. El-Sayed, ASA, Yassin, MA, & Ali, GS (2015). Μεταγραφικό και πρωτεομικό προφίλ τουAspergillus favipesως απάντηση στην πείνα από θείο.PLoS ONE.
15. El-Sayed, ASA, Mohamed, NZ, Safan, S., Yassin, MA, Shaban, L., Shindia, AA, Shad Ali,G., & Sitohy, MZ (2019). Αποκατάσταση του βιοσυνθετικού μηχανήματος Taxol του Aspergillus terreus απόΜικροβίωμα Podocarpus gracilior Pilger, με ανάκτηση των πρωτεϊνών βιογένεσης ριβοσώματος του WD40υπεροικογένεια.Επιστημονικές Εκθέσεις, 9, 11534.
16. El-Sayed, ASA, Safan, S., Mohamed, NZ, Shaban, L., Ali, GS, & Sitohy, MZ (2018).Επαγωγή βιοσύνθεσης ταξόλης από τον Aspergillus terreus, ενδόφυτο του Podocarpus gracilior Pilger,σε στενή αλληλεπίδραση με τα ενδογενή μικρόβια των φυτών.Process Biochemistry, 71, 31–40.
17. El-Sayed, ASA, Fathalla, M., Yassin, MA, Zein, N., Morsy, S., Sitohy, M., & Sitohy, B.(2020). Η σύζευξη της ταξόλης Aspergillus favipes με πορφυρίνη αυξάνει την αντικαρκινική δράσητης ταξόλης και βελτιώνει τις κυτταροτοξικές της επιδράσεις.Μόρια, 25, 1–13.
Ζήτα περισσότερα:
Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: συν 86 15292862950
