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Sintetización del cáñamo de la levadura

Las personas de la Universidad de California han desarrollado los medios de biosynthesizing los cannabinoids mayores de los cáñamos L. sativa en Saccharomyces Cerevisiae usando un substrato de la galactosa. Su trabajo presenta a forma de la plataforma la producción de cannabinoids naturales y artificiales para el estudio en el revelado de los tratamientos para varios problemas de salud.

síntesis del cáñamoHaber de imagen:  Mitch M/Shutterstock.com

Esto fue lograda introduciendo las enzimas del camino del cáñamo en la levadura y manipulando el fundente de los caminos nativos centrales a la síntesis del cannabinoid.

Un componente de la base de su aproximación biosintética explotaba la promiscuidad de varios caminos y de sus substratos del ácido graso para producir los análogos del cáñamo que exhibían diversas afinidad y potencia para el atascamiento del receptor.

Las limitaciones de la instalación del cáñamo

El cáñamo sativa se ha cultivado por todo el mundo para los millares de años. La investigación ha investigado los componentes de cáñamos y de sus análogos, demostrando sus propiedades medicinales potenciales.

Por lo tanto, ciertas formulaciones del cannabinoid se han aprobado legalmente para el uso en el tratamiento de varios problemas médicos. Sin embargo, el estudio y el uso clínico de cannabinoids son limitados por limitaciones legales - como tiene la naturaleza de los cannabinoids cuya complejidad estructural los hace unamenable para abultar síntesis.

Para vencer esto, la síntesis en levadura representa medios baratos de producir cannabinoids mientras que el repertorio de cannabinoids se puede desplegar y producir en mayores cantidades.

Metabolismo de cooptación de la levadura

Para lograr la producción de cannabinoids en levadura, el grupo dirigió el camino biosintético. Esto comenzó con el establecimiento de un camino para el ácido intermedio, olivetolic inicial.

El ácido de Olivetolic, así como el pirofosfato geranyl intermedio del camino del mevalonate (GPP) es los precursores al ácido de Cannabigerolic (CBGA). CBGA es el cannabinoid de la base del cual se derivan otros. Esta conversión es realizada por el geranylpyrophosphate: geranyltransferase del olivetolate (CONSEGUIDO).

A saber, CBGA es el precursor al ácido tetrahydrocannabinolic (THCA) y al ácido cannabidiolic (CBDA) además de varios de sus cannabinoids. GPP fue producido introduciendo un magazín de la expresión que codificaba los genes del enterococo y el énfasis excesivo faecalis del gen nativo del camino del mevalonate.

El Hexanoyl-CoA, el precursor al ácido olivetolic, fue producido por un camino biosintético heterólogo adicional usando genes de varias bacterias y los cáñamos se instalan. Alternativamente, el ácido hexanóico fue utilizado como substrato para la enzima que activaba del acil endógeno de la enzima (AAE), que convierte el ácido hexanóico en el hexanoyl-CoA.

Vencer una barricada: compensación de actividad CONSEGUIDA ausente en cáñamo

Keasling y otros no podía descubrir actividad CONSEGUIDA en el magazín tomado de cáñamo. Para vencer esto, el grupo determinó un prenyltransferase del candidato del cáñamo que visualizó actividad CONSEGUIDA.

La expresión de los genes que codificaban las enzimas para producir el ácido olivetolic también fue introducida. CBGA resultante fue transformado posteriormente en el THCA y el CBDA de los cannabinoid con la acción de las ligasas del cannabinoid. Después de la exposición al calor, THC y CBDA fueron decarboxilados para producir THC y CBD - los cannabinoids primarios del interés.

Desplegar el espacio químico de cannabinoids

Una vez que los caminos intrínsecos del cannabinoid fueron desplegados, Keasling y otros explotó su capacidad de producir cannabinoids artificiales. Éstos abarcan los cannabinoids que no resultan de caminos intrínsecos - y se pueden derivatizar más a fondo con los grupos químicos, desplegando el alcance de los análogos del cannabinoid posibles.

Análogos artificiales todos los un área de la investigación activa como demuestran propiedades medicinales potencialmente mayores. Uno de los farmacóforos mayores, la región de la composición responsable de la acción recíproca farmacológica biológica, del interés es la cadena lateral de THC pues puede modular el receptor del cannabinoid.

Una aproximación biosintética para producir esta forma del análogo del cannabinoid fue ideada por las personas; esto explotó la promiscuidad de los caminos metabólicos de la levadura y la naturaleza de los precursores del ácido graso.

Las personas determinaron una función del farmacóforo fueron alteradas más a fondo por las modificaciones de la poste-fermentación, rindiendo las cadenas laterales que son difíciles de producir por la incorporación directa. el Prueba-de-concepto PTMs fue realizado que rindió un alcance de los productos que demostraron el espacio químico accesible a la modificación pueden ser desplegados.

El efecto combinado era la posición oblicua de caminos hacia precursores, y eventual, los análogos de THCA.

Esto demostró la adaptabilidad de los caminos, produciendo una mayor variedad de cannabinoids nuevos que se pueden modificar más a fondo por la poste-producción química de la derivatización - aumento del centro común de candidato de los cannabinoids para potencialmente clínico las formulaciones útiles.

Los nuevos cannabinoids prometen aplicaciones médicas inesperadas

El trabajo publicado presenta la base para la fermentación en grande futura de cannabinoids que no depende del cultivo del cáñamo. La capacidad de controlar el fundente con estos caminos dirigidos y de desplegar el repertorio de los cannabinoids rendidos promete medios de producir un más nuevo y mejor-optimizado remedio.

Fuente

2019) biosíntesis completas de Xiaozhou y otros (de cannabinoids y de sus análogos artificiales en levadura. Doi de la naturaleza: 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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