Скрининг и иммобилизация штаммов бактерий для получения препарата Forsythia suspensa из гликозидов Forsythia suspensa в микробиоте кишечника человека
Форситиалипин содержится в основном в традиционных китайских лекарственных препаратах, таких как Forsythia suspensa, Osmanthus fragrans, Chrysanthemum morifolium и семена граната. В последние годы было установлено, что форситиалипин обладает различными фармакологическими свойствами, такими как противовоспалительная активность, ингибирование пролиферации клеточных линий рака легких человека, ингибирование пролиферации и миграции клеток рака поджелудочной железы, а также регулирование систолического и диастолического артериального давления у спонтанно гипертензивных крыс. Forsythia suspensa - гликозид, полученный в результате дегликозилирования Forsythia suspensa (см. рис. 1). Куан, Мао и др. обнаружили, что Forsythia suspensa обладает лучшим противовоспалительным и противораковым действием, чем Forsythia suspensa. Кроме того, Ye et al. обнаружили, что Forsythia suspensa обладает более высокой биодоступностью, чем Forsythia suspensa. В настоящее время существует два основных метода получения Forsythia suspensa: прямая экстракция из растений и преобразование через гликозиды Forsythia suspensa. Ванг и др. получили экстракт форзиции путем ферментации листьев форзиции суспензионной. Mei et al. выделили из почвы штамм плесени, способный трансформировать форситин для получения форситина, а также получили форситин с помощью целлюлазы или кислотного гидролиза форситина. Однако все вышеперечисленные методы имеют некоторые недостатки, например, добавление ферментов легко вызывает эмульгирование, что затрудняет разделение и приготовление продуктов; кислота и плесень могут вызвать нестабильность Forsythia suspensa и привести к образованию побочных продуктов. Исходя из вышеперечисленных причин, в настоящее время не существует простого, осуществимого, полного и надежного метода преобразования, который нуждается в дальнейшем совершенствовании.

Есть данные, что совместная инкубация гликозида Forsythia suspensa с бактериями кишечника человека может метаболизировать и производить Forsythia suspensa. Более того, Forsythia suspensa может быть далее метаболизирована в вещества с небольшими молекулами. Поэтому целью данного исследования является скрининг бактерий из микробиоты кишечника человека, которые могут эффективно преобразовывать гликозиды Forsythia suspensa в липиды Forsythia suspensa, чтобы компенсировать недостатки существующих методов и заложить основу для дальнейшего развития и использования липидов Forsythia suspensa.

Во-первых, в ходе скринингового исследования, благодаря антибактериальному эффекту гликозида Forsythia suspensa, мы добавили определенное количество гликозида Forsythia suspensa как в жидкую культуральную среду, используемую для первичного скрининга, так и в среду для вторичного скрининга. Это может подавить рост штаммов, которые не дружат с гликозидом Forsythia suspensa, что в определенной степени сужает область скрининга. Во-вторых, предыдущие исследования показали, что гликозиды Forsythia suspensa, превращаясь в липиды Forsythia suspensa под действием кишечных бактерий, продолжают метаболизироваться и производить побочные продукты. Один штамм, выделенный в данном исследовании, может поддерживать стабильность продукта в течение 20 часов после преобразования гликозида Forsythia suspensa в гликозид Forsythia suspensa, без дальнейшего метаболизма или образования побочных продуктов. Этот метод преодолевает недостаток продолжающегося метаболизма Forsythia suspensa в существующих методах микробной трансформации и не вводит избыточные функциональные группы. Опять же, Escherichia coli - это грамотрицательная факультативная анаэробная бактерия, которая была генетически сконструирована как инженерная бактерия благодаря своей превосходной активности роста и способности эффективно утилизировать недорогие источники углерода. Факультативно-анаэробные характеристики имеют большое значение для инженерии ферментации, и кишечная палочка, выделенная в данном исследовании, обладает обеими этими характеристиками. Наконец, мы также использовали метод иммобилизации микроорганизмов для иммобилизации штамма SXUXJ-1 и оптимизировали процесс производства, чтобы в конечном итоге получить очень практичный бактериальный шар. При оптимальных условиях трансформации гликозид Forsythia suspensa может быть полностью преобразован примерно за 25 часов. Метод трансформации иммобилизованного бактериального шарика является простым, эффективным и экологически чистым методом, а трансформированный продукт Forsythia suspensa легко извлекается и отделяется, поэтому он имеет очень хорошие перспективы применения.