Подобряване на противораковия потенциал на ендофита на Aspergillus Favus от таксол от жожоба чрез конюгиране на златни наночастици чрез облъчване

Дискусия

Гъбични ендофити с таксол-продуцираща сила породиха надежда за масово производство наТаксол поради техния бърз растеж, рентабилен процес на ферментация, независимост от климатичните условияпромени и осъществимостта на генетичната манипулация. както и да еочакване на гъби за промишленипроизводството на Taxol е предизвикано от техния по-нисък възпроизводим добив и загуба наПродуктивност на таксол със субкултивиране [14, 16, 26, 39, 45, 53, 54]. Повечето от ендофитнитеБяха изолирани гъби, продуциращи таксолТаксусsp. иПодокарпусsp. които принадлежаткъм семейство Taxaceae [18, 39]. Изследване на производството на таксол от ендофитни гъби отрастения извън семейство Taxaceae с вероятна продуктивност на таксол е основната цел отбиотехнолози.Жожобарастението е едно от най-традиционно признатите лечебни растенияза неговото етнофармакологично значение като антимикробна активност, противовъзпалително ипротиворакови дейности [24, 55]. По този начин целта на това проучване беше да се изолира и оцениЕфективността на производството на таксол на ендофитните гъби отжожобарастение. Сред възстановенитегъбички, ендофитен изолатА. фавусдава най-висок добив на таксол (88,65 ug/l), както е потвърденоот TLC, UV-абсорбция и HPLC анализ. Подобна парадигма за скрининг заСъобщава се за производство на таксол за ендофити отГинко билоба [28] и други растения[15, 18, 20, 39, 56]. Добивът на таксол отA. favusе договорено сП. полоникум, ендофити наГинко билоба [28] иА. фавипес [15, 39], А. тереус [15, 39], ендофит наP. грацилиор, както и за ендофити наТаксусspp. катоА. кандидус, Фузариум солани [57], А. нигер [58], иА. фумигатус. Самоличността наА. фавус, мощният таксол, произвеждащ гъбичкиизолат, беше потвърдено от молекулярния анализ на ITS региона и последователността бешедепозиран в Genbank с номер на достъп MW485934.1, както и в микологичния университет AssiutЦентър (AUMC), Египет с депозит # AUMC13892. По същия начин самоличността наA. фавусбеше потвърдено въз основа на последователността на ITS региона [49, 59], 2018, 2019, [1, 11, 36, 43, 60–68]. Химическата структура на извлечения Taxol отА. фавусбеше1 HNMR и FT-IRанализи.

Щракнете тук, за да разберете противораковите функции на Cistanche и добавките Cistanche за продажба

Разрешените сигнали на HNMR заА. фавусТаксолът е идентичен със стандартаТаксол, който се разпределя между 1.0 и 8.0 ppm. Три протонни сигнала бяха разрешени при1.0–3.0 ppm, съответстващи на метилови, ацетатни и ацетиленови групи, докато сигналите заароматните части се разделят при 6,5–9.0 ppm [17, 45]. Последователно, за всички Taxane scafгънки, сигналите за техните протони в страничните вериги бяха разрешени при 2.0–7.0 ppm, докато тези за benзоатни (C2), фенилови (C3) и бензамидни (C3) групи бяха разделени при 70 и 8,4 ppm [69] ( [70]. FT-IR спектрите наА. фавусTaxol бяха като автентичния Taxol, тъй като съвпадаха с Taxolот други гъбични изолати [3], Visalakchi et al. 2010). Добивът на таксол отА. фавусбешеоптимизиран чрез методологията на повърхността на реакция, използвайки Plackett–Burman Design [17–20, 45, 46, 49, 71]. Добивът на таксол се увеличава с около 1,8 пъти при отговор на факториелапроектиране на процес на оптимизиране на храненето [17, 45]. Силно значимите променливи, които влияятПроизводство на таксол отA. favusбеше допълнително оптимизиран с CCD дизайн, даващ максимумадобив (302.72 ug/l) с цистеин (0.5 g/L) при рН 6.0 и се инкубира в продължение на 7 дни. В ансе стремим да подобрим производството на Taxol чрезА. фавус, на които са били изложени гъбичните спорийонизиращо - лъчение и спорите са отгледани върху модифицирана бульонна среда с екстракт от малц,и таксолът беше екстрахиран и количествено определен. При облъчване с -лъчи, таксолът се отдава отA. faсрещуне е значително увеличен в сравнение с контролните култури, което предполага липсатана индуциране на биосинтетичен генен клъстер на таксол. Въпреки това, добивът на таксол е малъкувеличен сФузариум майреиNodulisporium styliformв отговор на гама-лъчениетоция [1, 72], El-Sayed et al., 2020). Производителност на таксола отА. фавусв отговор на различнимедиите са изследвани.A. favusдава най-висок добив на таксол чрез отглеждане на Czapek's-Doxсреда и малцов екстракт, както е в съответствие с резултатите за производство на таксол отА. тереус [16, 53] иП. полоний [28]. Въпреки това се съобщава за предпочитание на PDB за производство на таксолA. кандидусиF. solani [73].

Таблица 7Антимикробна активност на Таксол срещу различни патогенни микроорганизми, представени от диамметър на зоната на инхибиране (mm)

За увеличаване на насочеността, разтворимост и ефикасност на таксола да се свързва с целевия протеинin vivo бяха мотивирани няколко успешни опита. Конюгиране на AuNP спо-малко разтворимите химиотерапевтични лекарства е една от последните великолепни технологии за увеличаванеразтворимостта и прицелността на няколко химиотерапевтични лекарства. Пречистеният таксол отА. фавусбеше конюгиран с AuNPs, в присъствието на PVP като затваряне и стабилизиранеагент, медииран от облъчване с -лъчи. AuNP е изготвен чрез -облъчваненамаляване на присъствието на PVP като стабилизиращи агенти за предотвратяване на металните колоиди отбърза агрегация, както се разкрива от промяната на цвета и силна лента на абсорбция при λ540 nm. Промяната на цвета обикновено се приписва на повърхностния плазмонен резонанс (SPR) [74], и острите пикове с висок интензитет осигуряват най-висок добив и разпределение на размера насинтезирани AuNPs. Гама-облъчването е потвърдено като едно от най-желанитеметоди за синтез на метални наночастици поради техните силно редуциращи радикали игенериране на свободни електрони без образуване на страничен продукт [50]. Размерът на частиците, получен отИзмерванията на DLS 47,58 nm бяха по-големи от резултатите от TEM (13.0–21.0 nm), тъй като DLSанализ измерва хидродинамичния радиус. От XRD анализа, развитието накристалната структура на консорциума Taxol-PVP-AuNPs е разкрита от дифракциятапикове при 2ɵ=38.18 градуса, 44.01 градуса, 64.57 градуса, 77.67 градуса и 81.74 градуса, които описват наблюденията на Braggв (111), (200), (220), (311) и (222), съответно [51]. Синтезираните AuNPsпоказа кристална здравина и осигури гранецентрирана кубична (fcc) кристална структура, седин аморфен пик при 19,25 градуса за таксол, който е включен в организацията и постоянствотона AuNP [52].

Theантипролиферативна активностна Taxol-PVP-AuNPs конюгати се оценява спрямоHEPG-2 и MCF-7 клетъчни линии, нормализирани до нативен таксол и AuNP, поотделно. Theбиоактивността на Taxol се повишава драстично при конюгиране с AuNPs в сравнениекъм естествения таксол като контрола.

Подобрениятпротиворакова активностна таксол от AuNP може да се дължи на намалениетовърху лимфния дренаж, повишеното кръвообращение и разтворимостта на таксолконюгиране с AuNPs и в сравнение с естествения таксол [75]. AuNP получават страхотновнимание поради тяхната ниска токсичност, по-голяма гъвкавост за свързване с различни молекули,и биосъвместимост [76]. От IC50стойности, Taxol-PVP-AuNPs consortium disпоказа значителна активност срещу HEPG-2 и MCF-7, в сравнение с естествения Taxolи AuNP поотделно. По отношение на биоактивността на AuNPs, антипролиферативнотоактивността на консорциума Taxol-PVP-AuNPs се увеличи с около 4 пъти в сравнение сAuNP като контрола. Интересното е, че дейността на консорциума Taxol-AuNPs беше правдоподобнав съответствие с автентичния таксол. Антимикробната активност наА. фавусТаксол-AuNPsконсорциумът беше оценен срещу различни патогенни мултирезистентни микроорганизми. При конюгиране с AuNP, антимикробната активност на Таксол е силнаповишени в сравнение с нативния таксол и AuNP поотделно. Консорциум Taxol-AuNPSпоказва най-висока активност срещуД. агломерати, C. албиканс, иЕ. коли.Theпо-високата активност на Taxol при конюгиране с AuNP удостоверява бионаличността,разтворимост и ефикасност на Taxol да се свързва с таргетния тубулин протеин in vivo.

Допълнителна информация

Онлайн версията съдържа допълнителни материали, достъпни на

БлагодарностиОценяваме финансовата подкрепа от Академията за научни изследвания и технологии, Египет, на проф. Ashraf SA El-Sayed. Благодарим на д-р Набил З. Мохамед, член на EFBL, за неговите насокивърху хроматографския анализ на таксол и идентификация на гъбички.

Авторски приносAIE, MK и GME концептуализират изследователската равнина. SSA извършва експериментаработа. ASE написа ръкописа. AFE ревизира и редактира ръкописа. Всички автори са прочели и одобрилиокончателния ръкопис.

ФинансиранеФинансиране с отворен достъп, предоставено от Органа за финансиране на науката, технологиите и иновациите(STDF) в сътрудничество с The Egyptian Knowledge Bank (EKB). Ние високо ценим финансовата подкрепаот Египетската академия за научни изследвания и технологии, ASRT-2021.

Наличност на данниВсички данни са налични в този ръкопис.

Съгласие за публикуванеНе е приложимо

Препратки

1. El-Sayed, ASAFE, Fujimoto, S., Yamada, C., Suzuki, H. (2010). Ензимен синтез на -глутамил глутамин, стабилен аналог на глутамин, от -глутамилтранспептидаза от Escherichia coliK-12(2010). Биотехнология букви, 32(12), 1877–1881.  

2. Goldspiel, BR (1997). Клиничен преглед на таксаните.Фармакотерапия, 17, 110S-125S. 

3. Kumaran, RS, Muthumary, J., & Hur, BK (2008). Производство на таксол отPhyllosticta spinarum, ендофитна гъба от Cupressus sp.Инженерство в науките за живота, 8, 438–446. 

4. Schif, PB, Fant, J., & Horwitz, SB (1979). Насърчаване на сглобяването на микротубули in vitro от таксол.Природа, 277, 665–667. 

5. Wani, MC, Taylor, HL, Wall, ME, Coggon, P., McPhail, AT (1971) Растителни противотуморни средства. VI.Изолирането и структурата на Taxol, нов антилевкемичен и противотуморен агент от Taxus bretvifolia.Вестник на Американското химическо дружество(стр. 2325–2327).

6. Малик, S., Cusidó, RM, Mirjalili, MH, Moyano, E., Palazon, J., & Bonfll, M. (2011). Производство напротивораково лекарство таксол вТаксус бакатасуспензионни култури: преглед.Биохимия на процеса, 46, 23–34. 

7. Kingston, DG, Jagtap, PG, Yuan, H., & Samala, L. (2002). Химията на таксола и сроднитетаксоиди. Fortschritte der Chemie organischer Naturstofe. Напредък в химията на органичните природнипродукти.Progres dans la chimie des substances naturalques naturallles, 84, 53–225. 

8. Kingston, DGI, Samaranayake, G., & Ivey, CA (1990). Химичният състав на таксола е клинично полезенпротивораков агент 1.Journal of Natural Products, 53, 1–12.

9. Exposito, O., Bonfll, M., Moyano, E., Onrubia, M., Mirjalili, M., Cusido, R., & Palazon, J. (2009).Биотехнологично производство на таксол и сродни таксоиди: Съвременно състояние и перспективи.Анти-ракАгенти в медицинската химия, 9, 109–121. 

10. Stierle, A., Strobel, G., Stierle, D., Grothaus, P., & Bignami, G. (1995). Търсенето на Taxol-proпроизвеждащ микроорганизъм сред ендофитните гъби на Тихоокеанския тис, Taxus brevifolia.Вестник наНатурални продукти, 58, 1315–1324.

11. Stierle, A., Strobel, G., & Stierle, D. (1993). Продуциране на таксол и таксан от Taxomyces andreanae,ендофитна гъба от Тихоокеанския тис.Наука, 260, 214–216. 

12. Li J -y., Strobel G, Sidhu R, Hess WM, Ford EJ (1996) Ендофитни гъби, произвеждащи таксол от плешивкипарис, Taxodium distichum.микробиология. 142:2223–2226. 

13. Strobel, G., & Daisy, B. (2003). Биопроспекти за микробни ендофити и техните естествени продукти. Прегледи по микробиология и молекулярна биология, 67, 491–502. 

14. El-Sayed, ASA, Yassin, MA, & Ali, GS (2015). Транскрипционно и протеомно профилиране наСпоредгилус фавипесв отговор на сярен глад.ПЛОС ЕДИН.

15. Ел-Сайед, ASA, Мохамед, Нова Зеландия, Сафан, С., Ясин, Масачузетс, Шабан, Л., Шиндия, АА, Шад Али,G. & Sitohy, MZ (2019). Възстановяване на биосинтетичната машина на Taxol на Aspergillus terreus отМикробиома на Podocarpus gracilior Pilger, с извличане на рибозомните биогенезни протеини на WD40суперсемейство.Научни доклади, 9, 11534. 

16. El-Sayed, ASA, Safan, S., Mohamed, NZ, Shaban, L., Ali, GS, & Sitohy, MZ (2018).Индуциране на биосинтеза на таксол от Aspergillus terreus, ендофит на Podocarpus gracilior Pilger,при интимно взаимодействие с растителните ендогенни микроби.Биохимия на процеса, 71, 31–40. 

17. El-Sayed, ASA, Fathalla, M., Yassin, MA, Zein, N., Morsy, S., Sitohy, M., & Sitohy, B.(2020 г.). Конюгирането на Aspergillus favipes таксол с порфирин повишава противораковата активностна таксол и подобрява неговите цитотоксични ефекти.Молекули, 25, 1–13.

Питай за още:

Имейл:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: плюс 86 15292862950