Ergothioneine, аспи торик дар ҷаҳони зидди пиршавӣ 

Ergothioneine (EGT) бори аввал аз занбӯруғҳои эргот аз ҷониби олим Чарлз Танрет соли 1909 ҷудо карда шуд, аз ин рӯ номи он. Он як ҳосилаи аминокислотаи табиӣ мебошад, ки дар занбӯруғҳо, баъзе растаниҳо ва ҳайвонот паҳн шудааст. Дар ғизои инсон, занбурўғҳо, ғалладонаҳо ва баъзе маҳсулоти баҳрӣ манбаи асосии он мебошанд. Бо тадқиқоти амиқ аз ҷониби илми муосир, таъсири назарраси эрготионеин тадриҷан ошкор карда шуданд.

Принсипҳо ва механизмҳои амали зидди пиршавӣ

Таъсири дугонаи антиоксидант

Ҷамъоварии мустақими радикалҳои озод: EGT метавонад намудҳои гуногуни оксигени реактивӣ (ROS) ва намудҳои нитрогени реактивиро (RNS), аз ҷумла аниони супероксид (O₂⁻), пероксиди гидроген (H₂O₂), радикалҳои гидроксилӣ (·OH) ва оксигени синглетро (¹O₂) зуд безарар гардонад. Ин таъсири бевоситаи тозакунӣ дар таҷрибаҳои in vitro пурра тасдиқ карда шудааст.

Афзалиятҳои муқоисавӣ

Танзими системаи муҳофизати антиоксидантҳо: EGT ифодаи генҳои антиоксиданти поёнобиро (ба монанди HO-1, NQO1, SOD ва CAT) тавассути фаъол кардани роҳи сигнализатсияи KEAP1-NRF2 танзим мекунад. Интиқоли ядроии NRF2 аз ҷониби роҳҳои сигнализатсияи PI3K/AKT ва PKC танзим карда мешавад ва EGT метавонад тавассути модул кардани сенсори тиолии KEAP1 ба озодшавӣ ва интиқоли ядроии NRF2 мусоидат кунад.

Нақши муҳофизатӣ дар устувории геном

Кам кардани зарари ДНК: EGT зарари ДНК-ро, ки аз ҷониби ROS ва RNS ба вуҷуд омадааст, ба таври муассир ҷилавгирӣ мекунад, алахусус дар ДНК-и митохондриалӣ (mtDNA). Тадқиқотҳо нишон доданд, ки ҳуҷайраҳои дорои интиқолдиҳандагони EGT сатҳи баланди зарари ДНК-ро нишон медиҳанд.

Пешбурди таъмири ДНК: EGT на танҳо радиатсияи ултрабунафшро (ултрабунафш) ҷаббида мекунад, балки инчунин ба таъмири ДНК пас аз шуоъҳои ултрабунафш мусоидат мекунад ва ҳуҷайраҳои пӯстро аз фотозарар муҳофизат мекунад.

Танзими тағиротҳои эпигенетикӣ

Таъсир ба синтези донори метил SAM: EGT ба таври ғайримустақим ба мавҷудияти S-аденосилметионин (SAM) тавассути танзими сатҳи глутатион (GSH) таъсир мерасонад ва ба ин васила фаъолияти метилтрансферазаҳои ДНК (DNMTs) ва метилтрансферазаҳои гистонро (HMTs) танзим мекунад.

Нигоҳ доштани гомеостази озоди ионҳои оҳан: EGT гомеостази озоди ионҳои оҳанро тавассути тоза кардани ROS нигоҳ медорад ва ба ин васила фаъолияти деметилазаҳоро (ба монанди TETs ва JmjC) таъмин мекунад.

Муносибат бо роҳи сигнализатсияи Сиртуин:

Танзими ифодаи SIRT1 / SIRT6: EGT пиршавии ҳуҷайраҳои эндотелияро ба таъхир меандозад ва апоптозро дар ҳуҷайраҳои саратони колоректалӣ тавассути баланд бардоштани ифодаи SIRT1 ва SIRT6 ба вуҷуд меорад.

Нигоҳ доштани сатҳҳои NAD⁺: EGT фаъолияти Сиртуинро тавассути танзими ҳолати оксидшавии ҳуҷайра ва нигоҳ доштани таносуби NAD⁺/NADH афзоиш медиҳад.

Тайёрӣ Mметод

Усули истихроҷи табиӣ:

EGT дар маҳсулоти табиӣ, аз қабили занбӯруғҳои ошӣ, эргот, ғалладонагиҳо ва бофтаҳои ҳайвонот мавҷуд аст. Занбӯруғҳои ошӣ дорои мазмуни баланди EGT мебошанд ва манбаи муҳими EGT мебошанд.

Бо вуҷуди ин, мазмуни EGT-и маҳсулоти табиӣ умуман хеле паст аст, ки барои истихроҷ миқдори зиёди ашёи хомро талаб мекунад, ки боиси хароҷоти баланди истихроҷ мегардад. Ғайр аз он, масъалаҳое ба монанди сатҳи баланди наҷосат ва пасмондаҳои маводи мухаддир дар ашёи хом истифодаи саноатии усулҳои истихроҷи маҳсулоти табииро маҳдуд мекунанд.

Усули синтези химиявӣ: Синтези кимиёвии анъанавии EGT гистидинро ҳамчун маводи ибтидоӣ истифода мебарад ва EGT-ро дар маҳлули обӣ тавассути марҳилаҳои сершумор, аз ҷумла тиолизатсия, тиопротекторӣ, метилизатсия ва муҳофизат кардан синтез мекунад. Ин усул роҳи дарози синтетикӣ ва ҳосили паст дорад. Дар солҳои охир, тадқиқотҳо роҳҳои биосинтетикиро барои беҳтар кардани синтези кимиёвии EGT тақлид карданд. Масалан, Эрдельмайер ва дигарон. гистидин бетаин, систеин ва кислотаи меркаптопропиониро ҳамчун маводи ибтидоӣ барои синтез кардани EGT бо истифода аз реаксияи соддакардашудаи як деги истифода бурда, аз ворид кардани гурӯҳҳои тиопротекторӣ, кӯтоҳ кардани роҳи синтетикӣ ва баланд бардоштани ҳосилнокӣ пешгирӣ карданд.

Синтези химиявй низ баъзе душворихоро ба миён мегузорад. Масалан, хирализми α-карбон дар гурӯҳи карбоксил ба осонӣ ба рацемизатсия дар шароити туршӣ ё сілтӣ оварда мерасонад, ки ба даст овардани EGT-и тозаи оптикии баландро душвор мегардонад. Ғайр аз он, ашёи хоми барои синтези кимиёвӣ зарурӣ гарон аст, маводи ибтидоӣ 2-меркаптомидазолро омода кардан душвор аст ва коркарди пас аз маҳсулот низ душвор аст. Аз ин рӯ, ба тадқиқотчиён лозим аст, ки усулҳои синтези кимиёвиро барои қонеъ кардани ниёзҳои истеҳсолоти бузурги саноатӣ оптимизатсия ва такмил диҳанд.

Ферментатсияи микробҳо: Гирифтани ЭГТ тавассути биосинтез бартариҳо дорад, аз қабили ашёи хоми дастрас ва нисбатан арзон буда, дар солҳои охир усули асосии тайёр кардани EGT шудааст. Дар табиат, EGT тавассути ду роҳ вуҷуд дорад: биосинтези аэробӣ ва биосинтези анаэробӣ.

Биосинтези аэробикии EGT

Бисёр тадқиқотҳо раванди биосинтетикии EGT-ро равшан карданд. Асосан, роҳи аэробикии биосинтетикии EGT-ро ба роҳҳои бактериявӣ ва fungal тақсим кардан мумкин аст. Seebeck ва дигарон. роҳи биосинтетикии аэробикии EGT-ро in vitro дар Mycobacterium smegmatis муайян ва барқарор карда, панҷ генеро, ки дар ин роҳ иштирок мекунанд: EgtA, EgtB, EgtC, EgtD ва EgtE муайян карданд. Ин генҳо синтазаи глутамилцистеинро (EgtA), оксидазаи Fe2+ вобаста (EgtB), гамма-глутамил трансфераза (EgtC), ба S-аденозилметионин (SAM) вобастаи гистидин метилтрансфераза (EgtD) ва пиридоксалӣ (фосфатаза Egt) вобастаро рамзгузорӣ мекунанд. Дар ин раванд, EgtA конденсатсияи глутамат ва систеинро барои тавлиди γ-глутамилцистеин катализ мекунад; EgtB пайвастагии оксигенро дар ҳузури оксиген ва сулфати оҳан катализ мекунад, як гурӯҳи тиолро аз γ-глутамилцистеин ба занҷири паҳлӯи гистидин бетаин илова мекунад (аз гистидин ва SAM бо EgtD катализшуда синтез карда мешавад); Сипас EgtC ташаккули минбаъдаи гистидин бетаин систеин сульфоксидро катализ мекунад; дар ниҳоят, EgtE хориҷ кардани пируват ва аммиакро барои тавлиди EGT катализ мекунад.

Дар роҳи биосинтетикии fungal, EGT асосан ду гени синтаза, Egt1 ва Egt2 -ро дар бар мегирад. Белло ва дигарон. синтазаи мушаххаси NcEgt1-ро дар * Neurospora crassa* муайян кард, ки дорои доменҳои шабеҳ ба доменҳои *Mycobacterium smegmatis* EgtB ва EgtD мебошад. Egt1 дар як реаксияи каталитикии ду марҳила иштирок мекунад: аввал он табдили гистидинро ба бетаини гистидин катализ мекунад ва сипас омезиши гистидин бетаин ва систеинро катализ мекунад, то ки сульфоксиди гистидин бетаин систеинро ташкил кунад. Ба монанди EgtE, Egt2 ташаккули EGT-ро аз гистидин, бетаин ва сульфоксиди систеин катализ мекунад. Тавре ки дар расм нишон дода шудааст, азбаски танҳо ду фермент иштирок мекунанд, роҳи биосинтетикии EGT дар занбӯруғҳо нисбат ба бактерияҳо хеле соддатар аст.

Биосинтези анаэробии EGT

Дар бораи биосинтези анаэробии EGT дар як бактерияи лойи қатъии анаэробӣ (Chlorobium limicola) гузориш дода шудааст, ки дар он биосинтези EGT тавассути реаксияи думарҳилаи новобаста аз оксиген анҷом дода мешавад. Burn ва дигарон. Метилтрансфераза (EanA) ва сульфотрансфераза (EanB) дар ин бактерияи лойи анаэробӣ муайян карда шуд. Тавре ки дар расм нишон дода шудааст, EanA табдили гистидин ба бетаини гистидинро катализ мекунад ва сипас EanB дар шароити анаэробӣ як атоми сулфурро ба ҳалқаи имидазоли бетаини гистидин барои тавлиди EGT интиқол медиҳад. Гарчанде ки роҳи биосинтези анаэробӣ соддатар аст, суръати каталитикии EanA ва EanB нисбат ба EgtD ва EgtB дар роҳи биосинтези аэробӣ хеле пасттар аст. Аз ин рӯ, роҳи биосинтези аэробӣ ҳолати бартаридоштаи биосинтези EGT боқӣ мемонад.

Дурнамои татбиқ

Эрготионеин дорои хосиятҳои пурқуввати антиоксидантӣ ва зидди пиршавӣ буда, дар саноати хӯрокворӣ, косметика, ғизои функсионалӣ ва биофармацевтика дурнамои васеъ дорад. Истифодаи он дар соҳаи зебоӣ ва нигоҳубини пӯст махсусан намоён аст, ки онро як ҷузъи муҳими маҳсулоти зидди пиршавӣ месозад.

Манфиатҳои асосии он иборатанд аз:

1. Антиоксидант ва зидди пиршавӣ: Иқтидори пурқуввати антиоксиданти Эрготионеин ба таври муассир бо радикалҳои озод мубориза мебарад, осеби оксидшавиро ба ҳуҷайраҳои пӯст коҳиш медиҳад, пиршавии пӯстро ба таъхир меандозад ва узвҳо ва кохишҳоро коҳиш медиҳад.
2. Сафедкунӣ ва коҳиши доғҳо: истеҳсол ва ҷамъшавии меланинро бозмедорад, пигментация ва кундшавиро беҳтар мекунад ва оҳанги пӯстро равшан мекунад.
3. Бар зидди илтиҳобӣ ва оромбахш: илтиҳоби пӯстро коҳиш медиҳад, сурхшавӣ ва хоришро ба таври муассир бартараф мекунад, монеаи муҳофизатии пӯстро мустаҳкам мекунад ва муқовимати онро тақвият медиҳад.
4. Рутубат ва таъмир: Функсияи монеаи пӯстро ба таври муассир беҳтар мекунад, намнокии пӯстро беҳтар мекунад ва ба таъмир ва барқарорсозии пӯсти осебдида мусоидат мекунад.
5. Муҳофизати фото ва муҳофизат аз зарари ултрабунафш: Радиатсияи ултрабунафш яке аз омилҳои асосии пиршавии пӯст мебошад. Эрготионеин метавонад зарари пӯстро аз радиатсияи ултрабунафш коҳиш диҳад, пӯстро аз аксбардорӣ муҳофизат кунад ва муҳофизати самараноки офтобро таъмин кунад.

Ҷамъбаст кунед

Эрготионеин бо механизми беназири антиоксидант ва доираи васеи татбиқи он, саноати зидди пиршавиро аз нав шакл медиҳад. Бо пешрафтҳо дар биологияи синтетикӣ ва тадқиқоти амиқи клиникӣ, он метавонад яке аз ҷузъҳои асосии таъхири пиршавӣ ва беҳтар кардани сифати зиндагӣ гардад. Барои истеъмолкунандагон, интихоби маҳсулоти эрготионеин дорои тозагии баланд ва аз ҷиҳати илмӣ таҳияшуда метавонад калиди мубориза бо таъсири вақт бошад.