– Descoberta de novos produtos naturais biologicamente ativos contendo oxazol através do desenvolvimento de metodologia metabolômica –
[연구필요성]
Na investigação tradicional de produtos naturais, prevalecem estratégias de procura aleatória de substâncias, tornando impossível prever quais as substâncias que serão estruturalmente descobertas e, portanto, a procura racional de novas substâncias é limitada. por isso Na pesquisa de produtos naturais, uma metodologia lógica deve ser desenvolvida para superar essa aleatoriedade e direcionar e descobrir o produto natural a ser descoberto.Fazer.
[연구성과/기대효과]
Neste estudo, foram selecionadas cepas microbianas com genes que codificam enzimas que biossintetizam estruturas de oxazol. Um método metabólico foi desenvolvido para confirmar o metabolismo da produção de produtos naturais alvo contendo oxazol a partir de extratos complexos de microrganismos sem separação e purificação. Com esse método, foram descobertas cinco novas substâncias, inclusive aquelas que contêm um oxazol na extremidade, que são antibacterianas, seletivas e possuem excelente atividade seletiva contra o câncer de mama.um ato. Além disso, é apresentado um método para confirmar a produção de produtos naturais contendo um núcleo heterocíclico nativo como o oxazol sem marcação isotópica.
[본문]
□ Visão geral
A equipe de pesquisa do professor Oh Dong Chan do Instituto de Pesquisa de Produtos Naturais da Faculdade de Farmácia da Universidade Nacional de Seul visou produtos naturais contendo o núcleo oxazol pai da planta usando um método metabolômico que combina uma compreensão abrangente de genes biossintéticos (genômica) e metabolômica (metabolômica de alimentos). ). A partir de metabólitos secundários microbianos, foi relatado que foi desenvolvida tecnologia avançada de gravação. Através desta técnica, foram eventualmente descobertas cinco novas substâncias contendo oxazol, nomeadamente lenzioxazol, permafroxazol, tenepriazina e metiloxazolomicina A e B. A tenepriazina, que contém um oxazol no final e possui estrutura de aminoácidos modificada, apresentou atividade inibitória contra os fungos patogênicos Candida albicans, Trichophyton rubrum e T. mentagrophytes, enquanto a metiloxazolomicina A e B apresentaram atividade inibitória específica e potente contra o câncer de mama. . Mostrando.
Os resultados deste estudo foram publicados sob o título “Descoberta de produtos naturais contendo oxazóis terminais através de uma abordagem genética metabólica direcionada” no German Journal of Chemistry (Angewandte Chemie International Edition, Citation Index 16.6), o melhor jornal de química do mundo.
(https://doi.org/10.1002/anie.202402465Co-primeiro autor: Park Ji-yeon, candidato ao doutorado da Faculdade de Farmácia da Universidade Nacional de Seul, Dr.
□ Histórico de pesquisa
Os metabólitos secundários microbianos, ou produtos naturais, têm sido a base para o desenvolvimento de novos medicamentos. No entanto, na pesquisa tradicional de produtos naturais, as estratégias de busca aleatória de materiais são a tendência, e a busca lógica por novos materiais é limitada. Para resolver este problema, o laboratório do Professor Oh Dong Chan (Diretor do Instituto de Pesquisa Científica de Produtos Naturais), Faculdade de Farmácia da Universidade Nacional de Seul, investigou a descoberta de novos produtos naturais lógicos contendo núcleos estruturais específicos usando assinaturas genéticas e espectroscópicas. Ao fazê-lo, há uma grande necessidade de evoluir a investigação anterior de produtos naturais que se baseava em descobertas incidentais para uma nova direcção que detecte selectiva e logicamente produtos naturais contendo o núcleo estrutural específico a ser descoberto.
[연구결과]
Neste estudo, visamos oxazóis, um dos compostos heterocíclicos, e entre eles, um híbrido de um policetídeo e um peptídeo não ribossômico correspondente à biossíntese do oxazol N-terminal foi gerado com base na sequência conservada do gene que codifica a ciclase essencial para a via biossintética. Assim, foram selecionadas cepas com capacidade de biossintetizar substâncias contendo oxazol, e as características espectroscópicas do núcleo parental foram usadas para verificar se as substâncias contendo oxazol foram de fato produzidas no estágio inicial da cultura sem marcação isotópica (Figura I). Posteriormente, cepas contendo genes que codificam enzimas essenciais de reciclagem associadas à biossíntese de oxazol foram finalmente selecionadas e realmente produziram a substância, e foram descobertas substâncias conhecidas contendo oxazol e cinco novas substâncias.
Durante a biossíntese do oxazol, quando se forma um híbrido de um policetídeo e um peptídeo não ribossômico, a enzima hidrolítica formil-glicil é utilizada como substrato, e esse substrato é sempre formado na unidade de carga onde começa a biossíntese da substância e em neste caso, o oxazol é sempre encontrado no final, onde a substância é biossintetizada pela primeira vez. Depois de projetar primers direcionados à sequência genética conservada da enzima de reciclagem necessária para a síntese de oxazol, a triagem da reação em cadeia da polimerase (PCR) foi realizada em 1.000 cepas. Como resultado, foi confirmado que 16 cepas continham a enzima. Quando os amplicons amplificados utilizando os iniciadores filogeneticamente concebidos foram analisados, eles consistiam em 9 clados com base numa pontuação de bootstrap de 90%. Quando as estruturas de substâncias conhecidas e novas foram identificadas e ligadas à árvore filogenética, constatou-se que havia diversidade estrutural no extremo oposto de onde o oxazol estava localizado, e a ligação entre as estruturas e subtipos foi revelada.
Oxazol é um composto heterocíclico contendo um anel de 5 membros contendo oxigênio e nitrogênio. Dependendo do estado eletrônico ao redor do núcleo atômico, os átomos que compõem o oxazol apresentam valores únicos de deslocamento químico quando analisados por ressonância magnética nuclear (RMN) (Figura 3). O experimento 1H-13C NMR HSQC foi realizado no extrato de cultura da cepa CJD1, que produz o substrato KSM-2690B contendo oxazol, e 1JCH foi medido neste valor de desvio químico, e o oxazol foi medido na posição 1 a 230 Hz, posição 2 Descobriu-se que havia uma assinatura espectral de 190 Hz no local. Aproveitando isso, foi estabelecido um método para confirmar a presença ou ausência de produção de substâncias contendo oxazol em extratos agrícolas de cepas selecionadas através de triagem por PCR sem separação ou purificação por cromatografia. Este é um método inovador que pode identificar facilmente compostos heterocíclicos em uma mistura sem a necessidade de marcação isotópica.
A tenepriazina, uma das novas substâncias, tem atividade antibacteriana contra C. albicans, A. fumigatus, T. rubrum e T. mentagrophytes e metiloxazolomicina A e B apresentam alta inibição seletiva contra linhas celulares de câncer de mama MCF7 e T-47D. Mostrou atividade e atividade fraca em outras linhas celulares de câncer. Portanto, foi sugerida a aplicabilidade farmacêutica dos novos materiais contendo oxazol.
Este estudo foi realizado com o apoio do Projeto Investigador em Meio de Carreira do Ministério da Ciência e TIC.
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