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Sintetizando o cannabis do fermento

Uma equipe da Universidade da California desenvolveu meios de biosynthesizing os cannabinoids principais dos cannabis L. sativa em Saccharomyces Cerevisiae usando uma carcaça da galactose. Seu trabalho apresenta a um formulário da plataforma a produção de cannabinoids naturais e não naturais para o estudo na revelação dos tratamentos para diversos problemas de saúde.

síntese do cannabisCréditos de imagem:  Mitch M/Shutterstock.com

Isto foi conseguido introduzindo enzimas do caminho do cannabis no fermento e manipulando o fluxo dos caminhos nativos centrais à síntese do cannabinoid.

Um componente do núcleo de sua aproximação biossintética explorava a promiscuidade de diversos caminhos e de suas carcaças do ácido gordo para produzir os analogs do cannabis que exibem a afinidade e a potência diferentes para o emperramento do receptor.

As limitações da planta do cannabis

O cannabis sativa foi cultivado no mundo inteiro para milhares de anos. A pesquisa investigou os componentes dos cannabis e dos seus analogs, demonstrando suas propriedades medicinais potenciais.

Conseqüentemente, determinadas formulações do cannabinoid foram aprovadas legalmente para o uso no tratamento de diversos problemas médicos. Contudo, o estudo e o uso clínico dos cannabinoids são limitados por limitações legais - como tem a natureza dos cannabinoids cuja a complexidade estrutural os faz unamenable para aumentar síntese.

Para superar esta, a síntese no fermento representa meios baratos de produzir cannabinoids enquanto o repertório dos cannabinoids pode ser expandido e produzido em maiores quantidades.

Metabolismo de cooptação do fermento

Para conseguir a produção de cannabinoids no fermento, o grupo projectou o caminho biossintético. Isto começou com o estabelecimento de um caminho para o ácido intermediário, olivetolic inicial.

O ácido de Olivetolic, junto com o pirofosfato geranyl intermediário do caminho do mevalonate (GPP) é os precursores ao ácido de Cannabigerolic (CBGA). CBGA é o cannabinoid do núcleo de que outro é derivado. Esta conversão é executada pelo geranylpyrophosphate: geranyltransferase do olivetolate (OBTIDO).

A saber, CBGA é o precursor ao ácido tetrahydrocannabinolic (THCA) e ao ácido cannabidiolic (CBDA) além do que diversos de seus cannabinoids. GPP foi produzido introduzindo uma gaveta da expressão que codifica os genes do enterococus e o overexpression faecalis do gene nativo do caminho do mevalonate.

O Hexanoyl-CoA, o precursor ao ácido olivetolic, foi produzido por um caminho biossintético heterologous adicional usando genes de diversas bactérias e os cannabis plantam-se. Alternativamente, o ácido hexanoic foi usado como uma carcaça para a enzima de activação do acílico endógeno da enzima (AAE), que converte o ácido hexanoic no hexanoyl-CoA.

Superando um corte de estrada: compensando a actividade OBTIDA ausente no cannabis

Keasling era e outros incapaz de detectar a actividade OBTIDA na gaveta tomada do cannabis. Para superar este, o grupo identificou um prenyltransferase do candidato do cannabis que indicou a actividade OBTIDA.

A expressão dos genes que codificam enzimas para produzir o ácido olivetolic foi introduzida igualmente. CBGA resultante foi transformado subseqüentemente no THCA & no CBDA dos cannabinoid com a acção dos synthetases do cannabinoid. Depois da exposição ao calor, THC e CBDA decarboxylated para produzir THC e CBD - os cannabinoids preliminares do interesse.

Expandindo o espaço químico dos cannabinoids

Uma vez que os caminhos intrínsecos do cannabinoid foram expandidos, Keasling explorou e outros sua capacidade produzir cannabinoids não naturais. Estes abrangem os cannabinoids que não resultam dos caminhos intrínsecos - e podem mais ser derivatized com os grupos químicos, expandindo a escala dos analogs do cannabinoid possíveis.

Analogs não naturais todos os uma área da investigação activa como demonstram propriedades medicinais potencial maiores. Um dos pharmacophores principais, a região do composto responsável para a interacção farmacológica biológica, do interesse é o sidechain de THC porque pode modular o receptor do cannabinoid.

Uma aproximação biossintética para produzir este formulário do analog do cannabinoid foi planejada pela equipe; isto explorou a promiscuidade de caminhos metabólicos do fermento e a natureza dos precursores do ácido gordo.

A equipe identificou uma função do pharmacophore foi alterada mais pelas alterações da cargo-fermentação, rendendo as correntes laterais que são difíceis de produzir pela incorporação directa. o Prova--conceito PTMs foi executado que rendeu uma escala de produtos que demonstraram o espaço químico acessível à alteração podem ser expandidos.

O efeito combinado era o enviesamento dos caminhos para precursores, e eventualmente, analogs de THCA.

Isto demonstrou a flexibilidade dos caminhos, produzindo uma variedade maior de cannabinoids novos que podem mais ser alterados pela cargo-produção química da derivatização - aumentar a associação de candidato dos cannabinoids para potencial clìnica formulações úteis.

Os cannabinoids novos prometem usos médicos inesperados

O trabalho publicado apresenta a base para a fermentação em grande escala futura dos cannabinoids que não depende do cultivo do cannabis. A capacidade para controlar o fluxo com estes caminhos projetados e para expandir o repertório dos cannabinoids rendidos promete meios produzir umas medicinas mais novas e melhor-aperfeiçoadas.

Source

2019) biosínteses completas de Xiaozhou e outros (dos cannabinoids e de seus analogues não naturais no fermento. Doi da natureza: 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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