مهندسی متابولیک در بیوسنتز پاکلیتاکسل از تولید پیش ماده ها تا تکمیل مسیر و تولید زیستی

پاکلیتاکسل با نام تجاری تاکسول یکی از موثرترین داروهای ضد سرطان است که به دلیل ساختار پیچیده و غلظت پایین در منابع طبیعی تولید آن همواره با چالش های جدی مواجه بوده است. روش های فعلی تولید از طریق نیمه سنتز و استخراج از درختان سرخدار به منابع طبیعی محدود و فرآیندهای پرهزینه وابسته هستند. در سال های اخیر مهندسی متابولیک و زیست شناسی مصنوعی با انتقال مسیر بیوسنتزی پاکلیتاکسل به میکروارگانیسم ها و گیاهان هترولوگ راه حلی پایدار و مستقل از منابع طبیعی برای تولید این داروی حیاتی ارائه داده اند. این مقاله مروری پیشرفت های حاصل در تولید هترولوگ پاکلیتاکسل را از تولید پیش ماده های اولیه تاکسادین تا تکمیل مسیر بیوسنتزی و تولید باکاتین III و تاکسول در میزبان های مختلف مانند باکتری Escherichia coli، مخمر Saccharomyces cerevisiae و گیاه توتون بررسی می کند. استراتژی های مهندسی مسیر چند متغیره ماژولار، بهینه سازی بیان آنزیم های سیتوکروم P۴۵۰، نقش پروتئین های کمکی مانند FoTO و تکمیل مراحل نهایی مسیر توسط آنزیم های T۲'OGD و TNBT از جمله دستاوردهای کلیدی مورد بحث هستند. علی رغم پیشرفت های چشمگیر از جمله تولید تاکسادین با تیتر ۱/۲۶ گرم بر لیتر در مخمر و تولید تاکسول از باکاتین III در مخمر، چالش هایی نظیر بازده پایین مراحل اکسایشی و عملکرد نامطلوب آنزیم های گیاهی در میزبان های هترولوگ همچنان پابرجاست. این مقاله چشم انداز آینده را با تاکید بر کشف آنزیم ها، مهندسی پروتئین و توسعه میزبان های جدید ترسیم می کند.

کلیدواژه ها:

مهندسی متابولیک ، تاکسول ، بیوسنتز ، هترولوگ تاکسادین ، باکاتین III