تحسين ظروف التفاعل لتحقيق إنتاجية عالية من ستيفيا ريبوديوسيد د
أدت الأنظمة الغذائية عالية السكر إلى ارتفاع معدل انتشار الأمراض المزمنة المختلفة ، بما في ذلك السمنة والسكري وأمراض القلب والأوعية الدموية وارتفاع ضغط الدم ، مما يشكل مصدر قلق عالمي كبير للصحة العامة. اكتسب Stevia Rebaudioside D (Reb D) ، وهو محلي طبيعي مشتق من النباتات ، اهتماما كبيرا كبديل للسكر بسبب محتواه من السعرات الحرارية الخالية من السعرات الحرارية ، والحلاوة الشديدة ، والذوق الممتع. ومع ذلك ، فإن وجوده المحدود في ستيفيا ريبوديانا بيرتوني والتحديات المتعلقة بانخفاض قابلية الذوبان والنشاط الأنزيمي لجليكوزيل ترانسفيراز المشتق من النبات قد أعاق تطبيقه التجاري على نطاق واسع. استجابة لهذه المشكلات ، تم اكتشاف غليكوزيل ترانسفيراز جديد يسمى YojK ، نشأ من Bacillus subtilis 168. تقدم هذه الدراسة غليكوزيل ترانسفيراز بكتيري معدل وراثيا ، YojK-I241T / G327N ، يتميز بقابلية عالية للذوبان وكفاءة تحفيزية ، مما يوفر إمكانات كبيرة لإنتاج Reb D على نطاق صناعي.
تطوير طريقة عالية الكفاءة لإنتاج ريبوديوسيد D باستخدام تفاعل تعاقبي لإنزيمات YojK-I241T / G327N و AtSuSy.
لمعالجة مشكلة الذوبان المنخفض في جليكوزيل ترانسفيراز المشتق من النبات ، قام الباحثون بالتحقيق في إمكانية استخدام YojK ، وهو O-glycosyltransferase من Bacillus subtilis 168. تم اختيار YojK بسبب نشاط الجليكوزيل الواضح مع ركائز مختلفة ، بما في ذلك الجزيئات الكبيرة. بعد التعبير المؤتلف الناجح والتنقية ، تم استخدام YojK لجليكوسيلات Reb A ، مما أدى إلى إنتاج ستيفيا Reb D. كشف التحليل الحركي للإنزيم أن YojK له نشاط تحفيزي أقل تجاه Reb D مقارنة ب glycosyltransferases الأخرى. وبالتالي ، تشير الدراسة إلى ضرورة الهندسة الموجهة بالهيكل لتعزيز النشاط التحفيزي ل YojK للتطبيقات العملية المحتملة. (كما هو موضح في الشكل 1)
الشكل 1
تحسين ظروف التفاعل لتحقيق عائد مرتفع من ريبوديوسيد د.
يمكن تحسين ظروف التفاعل ، بما في ذلك درجة الحموضة ودرجة الحرارة وتركيز الركيزة ، لتحقيق إنتاجية عالية من Srevia Reb D. استخدمت الدراسة محاكاة الديناميات الجزيئية للتحقيق في كيفية تعزيز متغير YojK-I241T / G327N ل Reb D glycosylation. حافظ المتغير على رابطة هيدروجينية مستقرة بين Reb A و H14 أثناء المحاكاة ، على عكس النوع البري (كما هو موضح في الشكل 2). امتد هذا الاستقرار أيضا إلى المسافة بين ذرة O2 الخاصة ب Reb A و C1P من UDPG. تعزى الكفاءة التحفيزية المحسنة لمتغير YojK-I241T / G327N إلى هذه التفاعلات المستقرة ، مما يشير إلى إمكاناتها العملية.
الشكل 2
الشكل 3
