Fortschritte in der Forschung zur Biosynthese und Anwendung von L-Ergothionein
Natürliches Ergothionein, auch bekannt als L-Ergothionein (L-EGT), hat ein Molekulargewicht von 229,3, ist ein weißer Kristall, der leicht in Wasser löslich ist (0,9 mol pro Liter bei 24 ℃). Es ist ein natürliches Antioxidans wie die Thioimidazol-Aminosäuren, die an der Aufrechterhaltung des Redoxzustands in den Körperzellen beteiligt sind. Im Jahr 1909 isolierten Tanret et al. erstmals LEGT aus dem parasitären Mutterkornpilz auf der Graspflanze Roggen und entdeckten anschließend L-EGT im menschlichen Blut, was die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich zog. Unter physiologischen Bedingungen liegt L-EGT hauptsächlich in Form von Thionen vor, wodurch es stabil bleibt und weniger anfällig für Selbstoxidation ist (siehe Abbildung 1). Aufgrund seiner einzigartigen Struktur hat L-EGT eine höhere Stabilität und antioxidative Aktivität als Glutathion. Die Forschung hat gezeigt, dass L-EGT das Potenzial hat, Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und durch oxidativen Stress verursachte kognitive Beeinträchtigungen zu verhindern und zu behandeln sowie frische Lebensmittel zu konservieren und haltbar zu machen. Im Jahr 2016 gab die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit eine Sicherheitsbewertung für L-EGT als neuartiges Lebensmittel ab und ebnete damit den Weg für die Entwicklung von L-EGT-haltigen Arzneimitteln und Lebensmitteln. Aufgrund der starken antioxidativen, sicherheitsrelevanten und stabilen Vorteile von L-EGT hat es vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten in Kosmetika, funktionellen Lebensmitteln, medizinischen, therapeutischen und biomedizinischen Bereichen gezeigt.

L-EGT ist ein hochwirksames, sicheres und stabiles natürliches Antioxidans mit ausgezeichneter Fähigkeit, freie Radikale zu fangen, zweiwertige Kationen zu chelatisieren sowie Lebensmittel zu konservieren und gegen Korrosion zu schützen. Der menschliche Körper nimmt L-EGT über den organischen Kationentransporter OCTN1 auf der Zellmembranoberfläche auf und schützt die Zellen vor oxidativem Stress, hemmt die Entzündungsreaktion des Körpers und schützt die Haut vor UV-Strahlung. Die Fähigkeit des menschlichen Körpers, L-EGT aus der Nahrung zu gewinnen, ist jedoch begrenzt, und der hohe Preis von L-EGT auf dem Markt hält die Menschen davon ab, zusätzliches L-EGT einzunehmen. Gegenwärtig ist es schwierig, L-EGT mit chemischen Methoden zu synthetisieren, und es gibt Nachteile wie Schwierigkeiten bei der Gewährleistung der Produktsicherheit, hohe Syntheserohstoffe und Kosten. Die Extraktion aus essbaren Pilzen, die reich an LEGT sind, hat Probleme wie eine geringe Extraktionseffizienz, einen hohen Zeitaufwand und Schwierigkeiten bei der Herstellung in großem Maßstab, wodurch das Problem der unzureichenden L-EGT-Produktion noch nicht grundlegend gelöst werden kann. Die Biosynthesewege von LEGT in Bakterien und Pilzen wurden analysiert, und in Zukunft sollten stabile und ertragreiche L-EGT-Engineering-Bakterien mit Hilfe gentechnischer Methoden konstruiert und mit moderner grüner und kohlenstoffarmer Fermentationstechnologie kombiniert werden, um eine großtechnische Produktion von L-EGT zu erreichen und die Produktionskosten von LEGT grundlegend zu senken.
Da L-EGT das Potenzial hat, Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und kognitive Beeinträchtigungen zu verhindern und zu behandeln, es aber an aussagekräftigen klinischen Studiendaten mangelt, sollte die Forschung zu L-EGT-Studien weiter ausgebaut werden.