Nhưng việc thực vật tạo ra những hóa chất hữu ích bằng cách nào vẫn chưa được biết chính xác và rõ ràng. Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Osaka, phối hợp với Tổ chức Nghiên cứu Nông nghiệp và Thực phẩm Quốc gia (NARO), RIKEN và Đại học Chiba, đã phát hiện ra một liên kết quan trọng trong con đường sinh hóa phức tạp để tổng hợp saponin. Khám phá của họ đã mở đường cho việc cải tiến sản xuất thương mại các sản phẩm có giá trị cao này. Nhóm nghiên cứu đã công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications gần đây.

Các nhà nghiên cứu Đại học Osaka Soo Yeon Chung và Hikaru Seki, với các cộng tác viên tại NARO (Masao Ishimoto và cộng sự), RIKEN và Đại học Chiba, đã nghiên cứu mạng lưới gen đồng biểu hiện tổng hợp saponin bằng cách sử dụng các công nghệ bao gồm nhân bản gen và so sánh trình tự, cùng với sinh hóa phân tích ở cây đột biến và cây biến đổi gen của một loài cây họ đậu kiểu mẫu. Họ đã phát hiện ra rằng một loại enzym mới thuộc họ CSyGT có cấu trúc tương tự như các enzym sản xuất cellulose trong thành tế bào thực vật. Thật bất ngờ, họ đã chỉ ra rằng thành viên mới của họ CSyGT chịu trách nhiệm về một bước quan trọng trong quá trình tổng hợp saponin, theo đó một phân tử đường được gắn vào xương sống triterpenoid. Khám phá này đã thách thức quan điểm thông thường rằng một lớp enzyme khác có liên quan đến bước này.

Họ tiếp tục chèn gen của enzym CSyGT mới được phát hiện, cùng với các gen cho các bước khác trong con đường sinh hóa, vào tế bào nấm men. Các tế bào được thiết kế đã sản xuất thành công glycyrrhizin từ đường đơn, cho thấy một lộ trình tiềm năng để sản xuất công nghiệp saponin có giá trị bằng cách phát triển tế bào nấm men trên quy mô lớn.

Đồng tác giả Toshiya Muranaka cho biết: “Nhóm nghiên cứu đa ngành của chúng tôi lần đầu tiên cho thấy loại enzyme này rất quan trọng trong quá trình tổng hợp saponin. Kết quả của chúng tôi đã lấp đầy lỗ hổng trong kiến ​​thức trước đây cũng như thách thức quan điểm thường được chấp nhận về cách con đường sinh tổng hợp này hoạt động."

Chung giải thích: “Chúng tôi đã chỉ ra rằng các tế bào nấm men có thể tạo ra glycyrrhizin khi chèn các gen thực vật cần thiết. Điều này mang lại triển vọng về những cách thức mới để sản xuất thương mại những chất có giá trị này và tạo ra những loại saponin hoàn toàn mới có thể ứng dụng hữu ích hơn nữa trong y học hoặc công nghiệp thực phẩm." Seki cho biết thêm, "Sản xuất các hóa chất trong nuôi cấy tế bào cũng sẽ làm giảm nhu cầu làm cạn kiệt tài nguyên thực vật tự nhiên và do đó giúp đáp ứng các Mục tiêu Phát triển Bền vững quan trọng."

Link: https://phys.org/news/2020-11-newly-enzyme-valuable-bioactive-saponins.html