Millora del potencial anticancerígen de l'endofit Aspergillus Favus del taxol de jojoba mitjançant la conjugació de nanopartícules d'or mitjançant irradiació
May 30, 2023
Discussió
Els endòfits fúngics amb potència productora de Taxol van augmentar l'esperança d'una producció massivaTaxol pel seu ràpid creixement, procés de fermentació rendible, independència del climacanvis i viabilitat de la manipulació genètica. No obstant això, elanticipació de fongs per a la indústriaLa producció de Taxol s'ha vist desafiada pel seu menor rendiment reproducible i la seva pèrduaProductivitat taxol amb el subcultiu [14, 16, 26, 39, 45, 53, 54]. La majoria dels endofíticsEs van aïllar els fongs productors de taxolsTaxussp. iPodocarpussp. que pertanyena la família Taxaceae [18, 39]. Exploració de la producció de taxol per fongs endofítics deplantes fora de la família Taxaceae amb probable productivitat Taxol és l'objectiu principal perbiotecnòlegs.JojobaLa planta és una de les plantes medicinals més reconegudes tradicionalmentper la seva rellevància etnofarmacològica com l'activitat antimicrobiana, antiinflamatòria iactivitats anticancerígenes [24, 55]. Per tant, l'objectiu d'aquest estudi era aïllar i estimarPotència productora de taxol dels fongs endofítics de laJojobaplanta. Entre els recuperatsfongs, l'aïllat endofíticA. favusva donar el rendiment més alt de Taxol (88,65 ug/l), tal com està autenticatde l'anàlisi TLC, absorció UV i HPLC. Un paradigma de cribratge similar perS'ha informat de la producció de taxols per a endòfits deGinko biloba [28] i altres plantes[15, 18, 20, 39, 56]. El rendiment del taxol perA. favuss'ha acordatPàg. polonicum, un endofites deGinkgo biloba [28] iA. favipes [15, 39], A. terreus [15, 39], un endòfit deP. Gracilior, així com per als endòfits deTaxusspp. tal comA. càndid, Fusarium solani [57], A. Níger [58], iA. fumigatus. La identitat deA. favus, el potent fong productor de taxolaïllat, es va confirmar a partir de l'anàlisi molecular de la regió ITS i la seqüència ho va serdipositat a Genbank amb l'adhesió #MW485934.1, així com a Assiut University MycologicalCentre (AUMC), Egipte amb la deposició # AUMC13892. De la mateixa manera, la identitat deA. Favuses va confirmar en funció de la seqüència de la regió ITS [49, 59], 2018, 2019, [1, 11, 36, 43, 60–68]. L'estructura química del taxol extret deA. favusera1 HNMR i FT-IRanàlisis.
Els senyals resolts de HNMR perA. favusTaxol eren idèntics a l'estàndardTaxol, que es va distribuir entre 1,0 i 8,0 ppm. Es van resoldre tres senyals de protons1.0–3.0 ppm corresponents als grups metil, acetat i acetilè, mentre que els senyals deles fraccions aromàtiques es van resoldre a 6,5–9.0 ppm [17, 45]. De manera consistent, per a tots els scaf de Taxaneplecs, els senyals dels protons de les seves cadenes laterals es van resoldre a 2,0–7,0 ppm, mentre que els de benEls grups zoat (C2), fenil (C3) i benzamida (C3) es van resoldre a 7,0 i 8,4 ppm [69] ( [70]. Els espectres FT-IR deA. favusTaxol eren com un autèntic Taxol, com a coincident amb Taxold'altres aïllats de fongs [3], Visalakchi et al. 2010). El rendiment de Taxol deA. favuseraoptimitzat mitjançant la metodologia de la superfície de resposta mitjançant Plackett–Burman Design [17–20, 45, 46, 49, 71]. El rendiment de Taxol es va augmentar uns 1,8 vegades després de la resposta al factorialdissenyar un procés d'optimització nutricional [17, 45]. Les variables altament significatives que afectenProducció de taxol perA. favuses va optimitzar encara més amb el disseny CCD, donant el màximrendiment (302,72 ug/l) amb cisteïna (0,5 g/L) a pH 6,0 i incubat durant 7 dies. En unesforçar-se per millorar la producció de Taxol mitjançantA. favus, es van exposar les espores dels fongsionitzant: la radiació i les espores es van cultivar en el medi de caldo d'extracte de malta modificat,i es va extreure i quantificar Taxol. Després de la irradiació de raigs, el Taxol cedeix perA. faVusno va augmentar significativament en comparació amb els cultius de control, cosa que suggereix la mancad'inducció del clúster de gens biosintètics de Taxol. Tanmateix, el rendiment del taxol va ser lleugeramentaugmentat perFusarium maireiNodulisporium estiliformeen resposta a la irradiació gammació [1, 72], El-Sayed et al., 2020). Productivitat taxol perA. favusen resposta a diferentss'han estudiat els mitjans.A. favusva donar el rendiment més alt de Taxol creixent a Czapek's-Doxmedi i extracte de malta, d'acord amb els resultats de la producció de Taxol perA. terreus [16, 53] iP. poloni [28]. Tanmateix, es va informar de la preferència de PDB per a la producció de TaxolA. candidusiF. solani [73].
Taula 7Activitat antimicrobiana de Taxol contra diferents microorganismes patògens representats pel diameter de zona d'inhibició (mm)
Per augmentar l'orientació, solubilitat i eficàcia de Taxol per unir-se a la proteïna dianain vivo, s'han motivat diversos assaigs amb èxit. Conjugació d'AuNP amb elels fàrmacs quimioterapèutics menys solubles és una de les magnífiques tecnologies recents per augmentarla solubilitat i l'orientació de diversos fàrmacs quimioterapèutics. El taxol purificat deA. favuses va conjugar amb AuNPs, en presència de PVP com a límit i estabilitzadoragent, mediat per la irradiació per raigs -. L'AuNP es va preparar mitjançant un -basat en irradiacióreducció de la presència de PVP com a agents estabilitzadors per evitar que els col·loides metàl·lics es produeixinagregació ràpida, tal com es revela pel canvi de color i una forta banda d'absorció a λ540 nm. El canvi de color s'atribueix normalment a la ressonància plasmònica superficial (SPR).74], i els pics aguts i d'alta intensitat asseguren el màxim rendiment i distribució de mida de laAuNP sintetitzats. La irradiació gamma ha estat autenticada com una de les més desitjablesmètodes per a la síntesi de nanopartícules metàl·liques a causa dels seus radicals altament reductors igenerant electrons lliures sense formació de subproductes [50]. La mida de partícula obtinguda deLes mesures DLS 47,58 nm van ser més grans que els resultats TEM (13,0–21,0 nm) perquè DLSL'anàlisi mesura el radi hidrodinàmic. A partir de l'anàlisi XRD, el desenvolupament deL'estructura cristal·lina del consorci Taxol-PVP-AuNPs s'ha revelat a partir de la difracciópics a 2ɵ=38,18 graus, 44,01 graus, 64,57 graus, 77,67 graus i 81,74 graus que descriuen les observacions de Bragga (111), (200), (220), (311) i (222), respectivament [51]. Els AuNP sintetitzatsva mostrar la força del cristall i va proporcionar l'estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara (fcc).un pic amorf a 19,25 graus per Taxol que està inclòs en l'organització i permanènciad'AuNPs [52].
Elactivitat antiproliferativadels conjugats Taxol-PVP-AuNPs es va avaluarLínies cel·lulars HEPG-2 i MCF{-7, normalitzant-se a Taxol i AuNP nadius, per separat. ElLa bioactivitat de Taxol va augmentar dràsticament després de la conjugació amb AuNPs, en comparacióa Taxol natiu com a control.
El milloratactivitat anticancerígenade Taxol per AuNPs podria ser degut a la disminuciósobre el drenatge limfàtic, l'augment de la circulació sanguínia i la solubilitat del taxolconjugació amb AuNPs, i en comparació amb Taxol natiu [75]. Els AuNP reben molt béatenció per la seva baixa toxicitat, major versatilitat per unir-se amb diferents molècules,i biocompatibilitat [76]. Des de l'IC50valors, consorci Taxol-PVP-AuNPs disva tenir una activitat important contra HEPG-2 i MCF-7, en comparació amb Taxol natiui AuNPs per separat. Pel que fa a la bioactivitat de les AuNP, l'antiproliferatiuL'activitat del consorci Taxol-PVP-AuNPs es va incrementar uns 4 vegades en comparació ambAuNP com a control. Curiosament, l'activitat del consorci Taxol-AuNPs va ser plausiblecoherent amb l'autèntic Taxol. L'activitat antimicrobiana deA. favusTaxol-AuNPses va avaluar el consorci contra diversos microorganismes patògens resistents a múltiples fàrmacs. Després de la conjugació amb AuNPs, l'activitat antimicrobiana de Taxol va ser fortaaugmentat en comparació amb Taxol i AuNP nadius, per separat. Consorci Taxol-AuNPSva mostrar la major activitat en contraE. aglomerats, C. albicans, iE. coli.Eluna activitat més alta de Taxol en conjugar-se amb AuNPs autentica la biodisponibilitat,solubilitat i eficàcia de Taxol per unir-se a la proteïna de tubulina objectiu in vivo.
Informació complementària
La versió en línia conté material complementari disponible a
AgraïmentsAgraïm el suport financer de l'Acadèmia d'Investigació Científica i Tecnologia, Egipte, al Prof. Ashraf SA El-Sayed. Donem les gràcies al Dr. Nabil Z. Mohamed, membre de l'EFBL, per la seva orientaciósobre l'anàlisi cromatogràfica del taxol i la identificació de fongs.
Contribució de l'autorAIE, MK i GME conceptualitzen el pla de recerca. SSA realitza l'experimentaciótreball. ASE va escriure el manuscrit. AFE revisa i edita el manuscrit. Tots els autors han llegit i aprovatel manuscrit final.
FinançamentFinançament d'accés obert proporcionat per l'Autoritat de Finançament de Ciència, Tecnologia i Innovació(STDF) en cooperació amb l'Egipte Knowledge Bank (EKB). Agraïm molt el suport econòmicde l'Acadèmia Egípcia d'Investigació Científica i Tecnologia, ASRT-2021.
Disponibilitat de dadesTotes les dades estan disponibles en aquest manuscrit.
Consentiment per a la publicacióNo aplicable
Referències
1. El-Sayed, ASAFE, Fujimoto, S., Yamada, C., Suzuki, H. (2010). Síntesi enzimàtica de -glutamil glutamina, un anàleg de glutamina estable, per -glutamiltranspeptidasa d'Escherichia coliK-12(2010). Cartes de Biotecnologia, 32(12), 1877–1881.
2. Goldspiel, BR (1997). Visió general clínica dels taxans.Farmacoteràpia, 17, 110S-125S.
3. Kumaran, RS, Muthumary, J. i Hur, BK (2008). Producció de taxol a partir dePhyllosticta spinarum, un fong endofític de Cupressus sp.Enginyeria en Ciències de la Vida, 8, 438–446.
4. Schif, PB, Fant, J. i Horwitz, SB (1979). Promoció de l'assemblatge de microtúbuls in vitro per taxol.Natura, 277, 665–667.
5. Wani, MC, Taylor, HL, Wall, ME, Coggon, P., McPhail, AT (1971) Agents antitumorals vegetals. VI.L'aïllament i l'estructura de Taxol, un nou agent antileucèmic i antitumo de Taxus bretvifolia.Revista de la Societat Americana de Química(pàgs. 2325–2327).
6. Malik, S., Cusidó, RM, Mirjalili, MH, Moyano, E., Palazón, J., & Bonfll, M. (2011). Producció de lamedicament contra el càncer taxol enTaxus baccataCultures de suspensió: una revisió.Bioquímica de processos, 46, 23–34.
7. Kingston, DG, Jagtap, PG, Yuan, H. i Samala, L. (2002). La química del taxol i afinstaxoides. Fortschritte der Chemie organischer Naturstofe. Avenços en la química orgànica naturalproductes.Progrés en la química de les substàncies orgàniques naturals, 84, 53–225.
8. Kingston, DGI, Samaranayake, G. i Ivey, CA (1990). La química de Taxol, un clínicament útilagent anticancerígen 1.Revista de productes naturals, 53, 1–12.
9. Exposito, O., Bonfll, M., Moyano, E., Onrubia, M., Mirjalili, M., Cusido, R. i Palazon, J. (2009).Producció biotecnològica de taxol i taxoides relacionats: estat actual i perspectives.Anti-CàncerAgents en Química Medicinal, 9, 109–121.
10. Stierle, A., Strobel, G., Stierle, D., Grothaus, P. i Bignami, G. (1995). La recerca d'un Taxol-promicroorganisme inductor entre els fongs endofítics del teix del Pacífic, Taxus brevifolia.Diari deProductes naturals, 58, 1315–1324.
11. Stierle, A., Strobel, G. i Stierle, D. (1993). Producció de taxols i taxans per Taxomyces andreanae,un fong endofític del teix pacifc.Ciència, 260, 214–216.
12. Li J -y., Strobel G, Sidhu R, Hess WM, Ford EJ (1996) Fongs productors de taxols endofítics de calbxiprer, Taxodium distichum.Microbiologia. 142:2223–2226.
13. Strobel, G. i Daisy, B. (2003). Bioprospecció d'endofits microbians i els seus productes naturals. Revisions de microbiologia i biologia molecular, 67, 491–502.
14. El-Sayed, ASA, Yassin, MA i Ali, GS (2015). Perfil transcripcional i proteòmic deAsperGillus favipescom a resposta a la fam de sofre.PLoS ONE.
15. El-Sayed, ASA, Mohamed, NZ, Safan, S., Yassin, MA, Shaban, L., Shindia, AA, Shad Ali,G. i Sitohy, MZ (2019). Restauració de la maquinària biosintètica Taxol d'Aspergillus terreus perMicrobioma de Podocarpus gracilior Pilger, amb la recuperació de les proteïnes de la biogènesi del ribosoma de WD40superfamília.Informes científics, 9, 11534.
16. El-Sayed, ASA, Safan, S., Mohamed, NZ, Shaban, L., Ali, GS i Sitohy, MZ (2018).Inducció de la biosíntesi de Taxol per Aspergillus terreus, endòfit de Podocarpus gracilior Pilger,en interacció íntima amb els microbis endògens de la planta.Bioquímica de processos, 71, 31–40.
17. El-Sayed, ASA, Fathalla, M., Yassin, MA, Zein, N., Morsy, S., Sitohy, M. i Sitohy, B.(2020). La conjugació del taxol d'Aspergillus favipes amb porfirina augmenta l'activitat anticancerígenade taxol i millora els seus efectes citotòxics.Molècules, 25, 1–13.
Demana més:
Correu electrònic:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: més 86 15292862950
