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1-Desoxinojirimicina

La 1-desoxinojirimicina ( DNJ o 1-DNJ ), también llamada duvoglustat o moranolina , [1] es un inhibidor de la alfa-glucosidasa que se encuentra más comúnmente en las hojas de morera . Aunque se puede obtener en pequeñas cantidades preparando una infusión de hojas de morera, el interés en la producción comercial ha llevado a la investigación sobre el desarrollo de una infusión de morera con un mayor contenido de DNJ, [2] y sobre vías alternativas de producción, como por ejemplo a través de especies de Bacillus . [3]

Biosíntesis

La 1-desoxinojirimicina es un alcaloide de piperidina polihidroxilado producido a partir de D-glucosa en varias plantas, como Commelina communis , y en las bacterias Streptomyces y Bacillus . [4] [5] Se producen grandes cantidades de este azazucar en Bacillus subtilis , un proceso iniciado por un grupo de genes TYB compuesto por gabT1 (aminotransferasa), yktc1 (fosfatasa) y gutB1 (oxidorreductasa). [6] [7]

En Bacillus subtilis, la D -glucosa primero sufre glicólisis, abriendo el anillo de 6 miembros y produciendo fructosa-6-fosfato. [8] GabT1 cataliza la transaminación en la posición C2, seguida de una desfosforilación por la enzima Yktc1, [7] dando como resultado 2-amino-2-desoxi-D-manitol (ADM), un precursor esencial. [8] La oxidación regio-selectiva por GutB1 [7] ocurre en el hidroxilo C6 expuesto de ADM, impulsando una ciclización C2-N-C6 del intermedio 6-oxo resultante, [9] creando manojirimicina (MJ). La epimerización de MJ en la posición C2 produce el isómero nojirimicina. Luego, la nojirimicina se deshidrata (pérdida de -OH en la posición C1), junto con la reducción de la fracción imina. [9] Esto da como resultado el producto 1-DNJ. [8]

Biosíntesis de 1-desoxinojirimicina en Bacillus subtilis

Variaciones de la vía

En la especie Streptomyces subrutilus , una vía secundaria que se deriva del precursor de manojirimicina produce 1-desoximanojirimicina mediante deshidratación y reducción del isómero. Sin embargo, Bacillus subtilis no produce 1-desoximanojirimicina a pesar de la presencia del precursor de manojirimicina. [4]

La biosíntesis de azazucar en Commelina communis implica la ciclización C1-C5 del precursor original de D-glucosa sin la inversión posterior. [4] [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ KEGG : Desoxinojirimicina.
  2. ^ Chaluntorn Vichasilp; et al. (2012). "Desarrollo de té de morera con alto contenido de 1-desoxinojirimicina (DNJ) y uso de la metodología de superficie de respuesta para optimizar las condiciones de elaboración del té para la máxima extracción de DNJ". LWT - Ciencia y tecnología de los alimentos . 45 (2): 226–232. doi :10.1016/j.lwt.2011.09.008.
  3. ^ Onose, S; Ikeda, R; Nakagawa, K; Kimura, T; Yamagishi, K; Higuchi, O; Miyazawa, T (2013). "Producción del inhibidor de la α-glicosidasa 1-desoxinojirimicina a partir de especies de Bacillus ". Química de los alimentos . 138 (1): 516–23. doi :10.1016/j.foodchem.2012.11.012. PMID  23265519.
  4. ^ abc Gomollón-Bel, Fernando; Delso, Ignacio; Tejero, Tomás; Merino, Pedro (12 de noviembre de 2014). "Vías biosintéticas hacia los inhibidores de la glucosidasa". Biología Química Actual . 8 (1): 10-16. doi :10.2174/221279680801141112094818. hdl : 10261/122571 . ISSN  2212-7968.
  5. ^ Kang, Kyung-Don; Cho, Yong Seok; Song, Ji Hye; Park, Young Shik; Lee, Jae Yeon; Hwang, Kyo Yeol; Rhee, Sang Ki; Chung, Ji Hyung; Kwon, Ohsuk (junio de 2011). "Identificación de los genes implicados en la síntesis de 1-desoxinojirimicina en Bacillus subtilis MORI 3K-85". Revista de Microbiología . 49 (3): 431–440. doi :10.1007/s12275-011-1238-3. ISSN  1225-8873. PMID  21717329. S2CID  24841974.
  6. ^ Kang, Kyung-Don; Cho, Yong Seok; Song, Ji Hye; Park, Young Shik; Lee, Jae Yeon; Hwang, Kyo Yeol; Rhee, Sang Ki; Chung, Ji Hyung; Kwon, Ohsuk (junio de 2011). "Identificación de los genes implicados en la síntesis de 1-desoxinojirimicina en Bacillus subtilis MORI 3K-85". Revista de Microbiología . 49 (3): 431–440. doi :10.1007/s12275-011-1238-3. ISSN  1225-8873. PMID  21717329. S2CID  24841974.
  7. ^ abc Clark, Lorraine F.; Johnson, Jodie V.; Horenstein, Nicole A. (22 de julio de 2011). "Identificación de un grupo de genes que inicia la biosíntesis de azazucar en Bacillus amyloliquefaciens". ChemBioChem . 12 (14): 2147–2150. doi :10.1002/cbic.201100347. ISSN  1439-4227. PMID  21786380. S2CID  32186936.
  8. ^ abc Jiang, Peixia; Mu, Shanshan; Li, Heng; Li, Youhai; Feng, Congmin; Jin, Jian-Ming; Tang, Shuang-Yan (24 de febrero de 2015). "Diseño y aplicación de una nueva técnica de detección de alto rendimiento para 1-desoxinojirimicina". Informes científicos . 5 (1): 8563. Código bibliográfico : 2015NatSR...5E8563J. doi :10.1038/srep08563. ISSN  2045-2322. PMC 4338435 . PMID  25708517. 
  9. ^ abc Onose, Shinji; Ikeda, Ryoichi; Nakagawa, Kiyotaka; Kimura, Toshiyuki; Yamagishi, Kenji; Higuchi, Ohki; Miyazawa, Teruo (mayo de 2013). "Producción del inhibidor de la α-glucosidasa 1-desoxinojirimicina a partir de especies de Bacillus". Química de los Alimentos . 138 (1): 516–523. doi :10.1016/j.foodchem.2012.11.012. ISSN  0308-8146. PMID  23265519.