Screening og immobilisering af bakteriestammer til fremstilling af Forsythia suspensa fra Forsythia suspensa-glykosider i menneskets tarmmikrobiota
Forsythia suspensa findes hovedsageligt i traditionelle kinesiske lægemidler som Forsythia suspensa, Osmanthus fragrans, Chrysanthemum morifolium og granatæblefrø. I de senere år har det vist sig, at forsythialipin har en række farmakologiske aktiviteter, såsom antiinflammatorisk aktivitet, hæmning af spredning af humane lungekræftcellelinjer, hæmning af spredning og migration af kræftceller i bugspytkirtlen og regulering af det systoliske og diastoliske blodtryk hos spontant hypertensive rotter. Forsythia suspensa er et glykosid, der stammer fra deglykosylering af Forsythia suspensa (se figur 1). Quan, Mao et al. fandt, at Forsythia suspensa har bedre antiinflammatoriske og anticancereffekter end Forsythia suspensa. Desuden fandt Ye et al. ud af, at Forsythia suspensa har en højere biotilgængelighed end Forsythia suspensa. På nuværende tidspunkt er der to hovedmetoder til fremstilling af Forsythia suspensa: direkte udvinding fra planter og omdannelse gennem Forsythia suspensa-glykosider. Wang et al. fremstillede Forsythia suspensa-ekstrakt ved at fermentere Forsythia suspensa-blade. Mei et al. screenede en skimmelstamme fra jorden, som kan omdanne forsythin til forsythin, og fremstillede også forsythin ved hjælp af cellulase eller syrehydrolyse af forsythin. Ovenstående metoder har dog alle nogle ulemper, såsom at tilsætning af enzymer let forårsager emulgering, hvilket gør det vanskeligt at adskille og forberede produkterne; syre og skimmel kan forårsage ustabilitet af Forsythia suspensa og producere biprodukter. Baseret på ovenstående grunde er der i øjeblikket ingen enkel, gennemførlig, komplet og pålidelig konverteringsmetode, der skal forbedres yderligere.

Der er rapporter om, at saminkubation af Forsythia suspensa glycosid med humane tarmbakterier kan metabolisere og producere Forsythia suspensa. Desuden kan Forsythia suspensa metaboliseres yderligere til små molekylære stoffer. Derfor har denne undersøgelse til formål at screene bakterier fra menneskets tarmmikrobiota, der effektivt kan omdanne Forsythia suspensa-glykosider til Forsythia suspensa-lipider, for at kompensere for manglerne ved eksisterende metoder og lægge grunden til den videre udvikling og udnyttelse af Forsythia suspensa-lipider.

For det første har vi i screeningsundersøgelsen på grund af den antibakterielle virkning af Forsythia suspensa glycosid tilsat en vis mængde Forsythia suspensa glycosid til både det flydende dyrkningsmedium, der blev brugt til den indledende screening, og det pladekulturmedium, der blev brugt til den sekundære screening. Dette kan hæmme væksten af stammer, der ikke er venlige over for Forsythia suspensa glycosid, hvilket til en vis grad indskrænker omfanget af screeningen. For det andet har tidligere undersøgelser vist, at Forsythia suspensa-glykosider, når de omdannes til Forsythia suspensa-lipider af tarmbakterier, fortsat bliver metaboliseret og producerer biprodukter. Den enkelte stamme, der blev screenet i denne undersøgelse, kan opretholde produktets stabilitet inden for 20 timer efter omdannelse af Forsythia suspensa-glykosid til Forsythia suspensa-glykosid uden yderligere metabolisme eller dannelse af biprodukter. Denne metode overvinder ulempen ved fortsat metabolisme af Forsythia suspensa i eksisterende mikrobielle transformationsmetoder og introducerer ikke overskydende funktionelle grupper. Igen er Escherichia coli en gramnegativ fakultativ anaerob bakterie, der er blevet genmanipuleret som en manipuleret bakterie på grund af dens fremragende vækstaktivitet og evne til effektivt at udnytte billige kulstofkilder. De fakultative anaerobe egenskaber er af stor betydning for fermenteringsteknik, og den Escherichia coli, der blev screenet i denne undersøgelse, besidder begge disse egenskaber. Endelig brugte vi også metoden med at immobilisere mikroorganismer til at immobilisere stammen SXUXJ-1 og optimerede produktionsprocessen for i sidste ende at producere en meget praktisk bakteriekugle. Under optimale omdannelsesbetingelser kan Forsythia suspensa glycosid omdannes fuldstændigt på ca. 25 timer. Den immobiliserede bakteriekugletransformationsmetode er en enkel, effektiv og miljøvenlig metode, og det transformerede produkt Forsythia suspensa er let at udvinde og adskille, derfor har det et meget godt anvendelsesperspektiv.