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Synthésisation du cannabis de la levure

Une équipe de l'Université de Californie ont développé des moyens de biosynthesizing les cannabinoids principaux des chanvres L. dans les saccharomyces cerevisiae utilisant un substrat de galactose. Leur travail présente à une forme de plate-forme la production des cannabinoids naturels et artificiels pour l'étude dans le développement des demandes de règlement pour plusieurs problèmes de santé.

synthèse de cannabisCrédits d'image :  Mitch M/Shutterstock.com

Ceci a été réalisé en introduisant des enzymes de voie de cannabis dans la levure et en manipulant le flux des voies indigènes centrales à la synthèse de cannabinoid.

Une composante de faisceau de leur approche biosynthétique exploitait la promiscuité de plusieurs voies et de leurs substrats d'acide gras pour produire des analogues de cannabis montrant l'affinité et le pouvoir différents pour le grippement de récepteur.

Les limitations de la centrale de cannabis

Le chanvre a été mondial cultivé pour des milliers d'années. La recherche a vérifié les constituants des cannabis et de leurs analogues, expliquant leurs propriétés médicinales potentielles.

En conséquence, certaines formulations de cannabinoid ont été permissible reconnues pour l'usage dans la demande de règlement de plusieurs problèmes médicaux. Cependant, l'étude et l'utilisation clinique des cannabinoids sont limitées par des limitations permissibles - comme a la nature des cannabinoids dont la complexité structurelle les rend unamenable pour entasser en vrac synthèse.

Pour surmonter ceci, la synthèse en levure représente des moyens peu coûteux de produire des cannabinoids pendant que le répertoire des cannabinoids peut être augmenté et produit en quantité plus grande.

Métabolisme de cooptation de levure

Pour réaliser la production des cannabinoids en levure, le groupe a conçu la voie biosynthétique. Ceci a commencé par déterminer une voie pour l'acide intermédiaire et olivetolic initial.

L'acide d'Olivetolic, avec le pyrophosphate géranylique intermédiaire de voie de mevalonate (GPP) sont les précurseurs à l'acide de Cannabigerolic (CBGA). CBGA est le cannabinoid de faisceau dont d'autres sont dérivés. Cette conversion est exécutée par le geranylpyrophosphate : geranyltransferase d'olivetolate (OBTENU).

À savoir, CBGA est le précurseur à l'acide tetrahydrocannabinolic (THCA) et à l'acide cannabidiolic (CBDA) en plus de plusieurs de leurs cannabinoids. GPP a été produit en introduisant un magasin d'expression codant les gènes d'enterocoque et l'overexpression faecalis du gène indigène de voie de mevalonate.

Hexanoyl-CoA, le précurseur à l'acide olivetolic, a été produit par une voie biosynthétique hétérologue complémentaire utilisant des gènes à partir de plusieurs bactéries et les cannabis se plantent. Alternativement, l'acide hexanoïque a été employé comme substrat pour l'enzyme de commande d'acyle endogène d'enzymes (AAE), qui convertit l'acide hexanoïque en hexanoyl-CoA.

Franchissement d'un barrage de route : compensation de l'activité OBTENUE absente dans le cannabis

Keasling ne pouvaient pas et autres trouver l'activité OBTENUE dans le magasin pris du cannabis. Pour surmonter ceci, le groupe a recensé un prenyltransferase de candidat du cannabis qui a manifesté l'activité OBTENUE.

L'expression des gènes codant des enzymes pour produire l'acide olivetolic ont été également introduites. CBGA donnant droit était par la suite transformé dans le THCA et le CBDA des cannabinoid par l'action des synthétases de cannabinoid. Après l'exposition à la chaleur, THC et CBDA ont été décarboxylés pour produire THC et CBD - les cannabinoids primaires d'intérêt.

Expansion de l'espace chimique des cannabinoids

Une fois que les voies intrinsèques de cannabinoid étaient augmentées, Keasling a et autres exploité leur capacité de produire les cannabinoids artificiels. Ceux-ci entourent les cannabinoids qui ne résultent pas des voies intrinsèques - et peuvent être encore dérivatisés avec les groupes chimiques, augmentant la gamme des analogues de cannabinoid possibles.

Analogues artificiels tous un domaine d'enquête active comme ils expliquent des propriétés médicinales potentiellement plus grandes. Un des pharmacophores principaux, la région du composé responsable de l'interaction pharmacologique biologique, d'intérêt est la chaîne latérale de THC car il peut moduler le récepteur de cannabinoid.

Une approche biosynthétique pour produire cette forme d'analogue de cannabinoid a été conçue par l'équipe ; ceci a exploité la promiscuité des voies métaboliques de levure et la nature des précurseurs d'acide gras.

L'équipe a recensé un fonctionnement du pharmacophore a été encore modifiée par des modifications de goujon-fermentation, fournissant les chaînes latérales il est difficile produire que par constitution directe. on a exécuté l'Épreuve-de-concept PTMs qui a fourni une gamme de produits qui ont expliqué l'espace chimique accessible à la modification peuvent être augmentés.

L'effet combiné était le biaisage des voies vers des précurseurs, et éventuellement, des analogues de THCA.

Ceci a expliqué la souplesse des voies, produisant une variété plus grande de cannabinoids nouveaux qui peuvent être encore modifiés par la goujon-production chimique de dérivatisation - augmentation du gisement de candidat des cannabinoids pour potentiellement cliniquement des formulations utiles.

Les cannabinoids neufs promettent des usages médicaux inattendus

Les présents publiés de travail la base pour la future fermentation de grande puissance des cannabinoids qui ne dépend pas de la culture de cannabis. La capacité de régler le flux par ces voies conçues et d'augmenter le répertoire des cannabinoids fournis promet des moyens de produire des médicaments plus nouveaux et meilleur-optimisés.

Source

2019) biosynthèses complètes de Xiaozhou et autres (des cannabinoids et de leurs analogues artificiels en levure. Doi de nature : 10.1038/s41586-019-0978-9

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Last Updated: Jun 19, 2020

Hidaya Aliouche

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Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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