1-Дезоксинойиримицин ( DNJ или 1-DNJ ), также называемый дувоглустатом или моранолином , [1] является ингибитором альфа-глюкозидазы , чаще всего встречающимся в листьях шелковицы . Хотя его можно получить в небольших количествах, заваривая травяной чай из листьев шелковицы, интерес к коммерческому производству привел к исследованиям по разработке чая из шелковицы с более высоким содержанием DNJ, [2] и альтернативным способам производства, например, с помощью видов Bacillus . [3]
Биосинтез
1-Дезоксинойиримицин — это полигидроксилированный пиперидиновый алкалоид, который вырабатывается из D-глюкозы в различных растениях, таких как Commelina communis , а также в бактериях Streptomyces и Bacillus . [4] [5] Большое количество этого азасахара вырабатывается в Bacillus subtilis , процесс, инициируемый кластером генов TYB, состоящим из gabT1 (аминотрансфераза), yktc1 (фосфатаза) и gutB1 (оксидоредуктаза). [6] [7]
В Bacillus subtilis D -глюкоза сначала подвергается гликолизу, открывая 6-членное кольцо и производя фруктозо-6-фосфат. [8] GabT1 катализирует трансаминирование в положении C2, за которым следует дефосфорилирование ферментом Yktc1, [7] в результате чего образуется 2-амино-2-дезокси-D-маннит (ADM), необходимый предшественник. [8] Региоселективное окисление GutB1 [7] происходит на открытом гидроксиле C6 ADM, вызывая циклизацию C2-N-C6 полученного промежуточного 6-оксо, [9] создавая маноджиримицин (MJ). Эпимеризация MJ в положении C2 дает изомер ноджиримицина. Затем ноджиримицин дегидратируется (потеря -OH в положении C1) вместе с восстановлением иминного фрагмента. [9] Это приводит к продукту 1-DNJ. [8]
Варианты путей
У вида Streptomyces subrutilus вторичный путь, ответвляющийся от предшественника маножиримицина, приводит к образованию 1-дезоксиманожиримицина посредством дегидратации и восстановления изомера. Однако Bacillus subtilis не производит 1-дезоксиманожиримицин, несмотря на присутствие предшественника маножиримицина. [4]
Биосинтез азасахара в Commelina communis включает циклизацию C1-C5 исходного предшественника D-глюкозы без последующей инверсии. [4] [9]
^ Chaluntorn Vichasilp; et al. (2012). «Разработка чая из шелковицы с высоким содержанием 1-дезоксинойиримицина (DNJ) и использование методологии поверхности отклика для оптимизации условий приготовления чая для максимальной экстракции DNJ». LWT - Пищевая наука и технология . 45 (2): 226– 232. doi :10.1016/j.lwt.2011.09.008.
^ Оносе, С.; Икеда, Р.; Накагава, К.; Кимура, Т.; Ямагиши, К.; Хигучи, О.; Миядзава, Т. (2013). «Производство ингибитора α-гликозидазы 1-дезоксинойиримицина из видов Bacillus ». Пищевая химия . 138 (1): 516–23 . doi :10.1016/j.foodchem.2012.11.012. PMID 23265519.
^ abc Гомоллон-Бель, Фернандо; Дельсо, Игнасио; Техеро, Томас; Мерино, Педро (12 ноября 2014 г.). «Биосинтетические пути к ингибиторам гликозидазы». Современная химическая биология . 8 (1): 10–16 . дои : 10.2174/221279680801141112094818. hdl : 10261/122571 . ISSN 2212-7968.
^ Кан, Кён-Дон; Чо, Ён Сок; Сон, Джи Хе; Пак, Ён Шик; Ли, Джэ Ён; Хван, Кё Ёль; Ри, Сан Ки; Чон, Джи Хён; Квон, Оук (июнь 2011 г.). «Идентификация генов, участвующих в синтезе 1-дезоксинойиримицина в Bacillus subtilis MORI 3K-85». Журнал микробиологии . 49 (3): 431– 440. doi :10.1007/s12275-011-1238-3. ISSN 1225-8873. PMID 21717329. S2CID 24841974.
^ Кан, Кён-Дон; Чо, Ён Сок; Сон, Джи Хе; Пак, Ён Шик; Ли, Джэ Ён; Хван, Кё Ёль; Ри, Сан Ки; Чон, Джи Хён; Квон, Оук (июнь 2011 г.). «Идентификация генов, участвующих в синтезе 1-дезоксинойиримицина в Bacillus subtilis MORI 3K-85». Журнал микробиологии . 49 (3): 431– 440. doi :10.1007/s12275-011-1238-3. ISSN 1225-8873. PMID 21717329. S2CID 24841974.