¿Qué es el edulcorluo Han Guo extracto Mogroside?

Lunfruta Luo Han es una "medicina de doble propósito" que puede usarse tanto como medicina como alimento. Tiene la función de eliminar el calor y humehumelos pulmones. El Mogroside esUn edulcornatural en Luohanguo. Es seguro y no tóxico [1], tiene un alto dulzor y bajo contenido calórico [2,3], y es de 200 a 300 veces más dulce que la sacarosa. Puede ser utilizado como sustituto de la sacarosa en alimentos funcionales [4], especialmente indicado para la prevención y tratamiento de la diabetes [5]. Mogroside es un triterpentetracícliccompuesto celuna estructura de cucurbitano. Estudios recientes han demostrado que no sólomogrosidetiene actividades biológicas tales como la protección del hígado [6,7], mejora inmune [8], anti-inflamación [9,10], anti-fatiga [11], y antitusivo [12], pero también tiene efectos hipoglicsignificativos [13,14].

MogrosideEs una especie de glucósido dulce, que se extrae del fruto de la planta Luo Han Guo (Siraitiagrosvenorii). Luo Han Guo es una vid de la familia de las cucurbitáceas, y sus condiciones de cultivo selduras, requieren un clima cálido y húmedo que no es resistente a las altas temperaturas y tiene miedo a las heladas [15,16]. Se distribuye principalmente en Guangxi, Hunan, Guizhou y otras regiones de China. El fruto de Luo Han Guo tiene un bajo contenido de glucósidos dulces y es difícil de cultivar, por lo que el costo de producción es alto. Después de ser convertido en un producto de glucósido dulce, el precio es alto, por lo que es difícil de ser ampliamente utilizado en la industria alimentaria. La producción de mogroside a través de la tecnología de biosíntesis es una solución importante para satisfacer la demanda del mercado [17,18]. La tecnología de biosíntesis ha hecho grandes progresos en los últimos años. Exploring elmolecularMecanismo de la síntesis de glucósidoSentará las bases para el uso de la biología sintética para construir fábricas de células para producir glucósidos.

Este artículo revisa la investigación sobre el mecanismo molecular del mogroside en la regulación del azúcar en la sangre, y revisa y discute elVía de síntesis de moléculas de glucósido y tecnología de biología sintética.

1 investigación sobre el efecto hipoglicde mogroside

Mogroside sabe dulceY puede regular el metabolismo del azúcar. Después de ser administrado a ratones diabéticos, mogroside puede mejorar sus niveles de glucosa en sangre [19]. La investigación ha encontrado que el mogroside puede regular la glucosa sanguínea a través de las siguientes cuatro vías.

1.1 reparar las células pancredañ.

La pirimidina es un derivado que contiene oxígeno de la pirimidina que puede inducir selectivamente daño y apoptosis de las células pancreβ, inhibiendo así la síntesis de proinsulina [20]. Zhang Liqenet Al.usareltetrahidropirimidina para construir un modelo de ratón diabético [21]. El fármaco se administraba por sonda, y se tomaba sangre de la región orbital para medir el nivel de glucosa en sangre. En comparación celel grupo de control, el grupo de tratamiento con Mogroside tuvo un efecto hipoglucémico significativo. Se especula que Mogroside ejerce su efecto hipoglicmediante la reparación de las células pancreβ y el aumento de la secreción de insulina.

Las especies reactivas de oxígeno enriquintracelular (ROS) pueden inducir daño celular en los islotes. Chen Shanyuan utilizó células de los islotes de ratón (NIT-1) como objeto de investigación [22], cultivcélulas NIT-1 después de la administración, y utilizó un citómetro de flujo para medir el contenido de ROS intrac. Se encontró que el nivel de ROS en las células NIT-1 en el grupo de administración se redujo significativamente, se especula que Mogroside reduce el daño por estrés oxidativo por la búsqueda de ROS en las células pancreβ [23,24]. Qi Xiangyang et al. utilizaron ratones diabéticos como el objetivo de la administración de fármacos para estudiar elMecanismo protector de Mogroside en el tejido pancrede ratón[25]. Después de la administración, Mogroside se encontró para reducir la concentración de glucosa en sangre de ratones diabéticos tipo 1 y mejorar el grado de lesiones pancre. Los niveles de expresión de IFN- - y TNF- - en el páncreas disminuyeron, y el número de linfocitos CD4 en el bazo de ratones aumentó. Los resultados experimentales sugieren que Luo Han Guo tiene el potencial para reparar las células de los islotes.

1.2 estimular la secreción de insulina

El nivel de secreción de insulina es un factor clave en el mantenimiento de los niveles estables de glucosa en la sangre en el cuerpo. Después de una comida, un aumento en los niveles de glucosa en la sangre estimulará a las células de los islotes a liberar insulina para regular la glucosa en la sangre. He Chaowen et al. utilizaron ratones normales como objeto de investigación para estudiar las fluctuaciones en la glucosa sanguínea y la secreción de insulina después de que los ratones tomaron Mogroside [26]. Se encontró que existía una correlación entre el nivel de glucosa sanguínea, la secreción de insulina y la dosis de Mogroside administrada. Se especula queMogroside ejerce su efecto regulador sobre la glucosa sanguíneaMediante la promoción de la secreción de insulina en el cuerpo y la disminución de los niveles de glucosa en la sangre.

Zhou Ying et al. estudiaron el efecto de Mogroside V en la secreción de insulina [27]. Los resultados mostraron que Mogroside puede inducir la secreción de insulina en la célula de insulinoma RIN-5F, revelando el efecto de Mogroside en la secreción de insulina a nivel celular y lo que sugiere que Mogroside puede tener el potencial para prevenir o tratar la diabetes tipo 2.

1.3 la regulación de la proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina inhila la vía gluconeogénica

La proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina (AMPK) es una molécula proteica clave que regula el cuerpo#39;s balance energético. Esta proteína juega un papel importante en la regulación del cuerpo's metabolismo de glucosa y lípidos [28]. Los estudios han encontrado que AMPK está estrechamente relacionado con la obesidad y el desarrollo de diabetes tipo 2. AMPK puede regular los niveles de glucosa en la sangre mediante la activación de la vía de AMPK en el cuerpo [29]. Después de AMPK se activa, inhila la expresión de los genes de las enzimas clave en la gluconeogénesis (glucosa fosfato isomerasa y fosfoenolpiruvato carboxilasa), lo que inhila la vía de la gluconeogé[30] yla reducción de los niveles de glucosa en la sangre. Chen Xubing et al. encontraron en un experimento envitro que Mogroside V no puede activar directamente AMPK en las células HepG2, pero cuando el glucósido se digerien en el cuerpo y se convierte en monacolin, monacolenactiva AMPK para inhibir la gluconeogénesis glucosa en sangre vía de regulación [31] (figura 1).este estudio aclara aún más la eficacia y el mecanismo molecular deLuo Han Guo en la reducción de azúcar en la sangre a nivel molecular.

1.4 inhila la actividad de glicosidasa envivo

Mogroside puede regular los niveles de glucosa en la sangre en el cuerpo mediante la inhibición de la actividad de glucosidasa. Hay una gran cantidad de glucosidasa distribuida en la mucosa del intestino delgado. Su función es degradpolisacáricomo el almidón en monosacárimediante enlaces glicosídicos hidrolizados. Por lo tanto, cuando se reduce la actividad de glucosidasa, se inhila la digestión y absorción de los alimentos polisacáridos por el intestino delgado [32,33]. Clínicamente, la disminución de la concentración de glucosa sanguínea mediante la inhibición de la actividad de la -glucosidasa en la mucosa del intestino delgado es un método importante para la prevención y tratamiento de la diabetes tipo 2 [34]. Xia Xing et al. estudiaron el efecto de Mogroside sobre la actividad de − -glucosidasa [35]. Estudios cinéticos enzimenvitro mostraron que la mogrosida puede inhibir la actividad dela glucosidasa intestinal, lo que sugiere que la mogrosida puede retrasar la tasa de degradación de carbohidratos en el intestino e inhibila absorción de glucosa al inhibir la actividad dela glucosidasa, evitando así un fuerte aumento en la concentración de glucosa en sangre postprandial.

Otros 2 estudios sobre la actividad de mogroside

Aumenta la inmunidad

La ciclofosfami(CTX) es un agente alquilinmunosupres. CTX inhila la proliferación de células T y células B. Wang Qen[8] y otros estudiaron la capacidad de Mogroside para regular el sistema inmunitario de los ratones. CTX fue inyectado en la cavidad abdominal de ratones para inhibir el sistema inmune de ratones. La dosis fue de 0,75 a 1,5 g/kg/ día.Se administró Mogroside a ratones por sonda durante 10 días. Se midió la proliferación de células inmuny la capacidad fagocíde macrófagos en ratones. Se encontró que los mogrosidos pueden promover significativamente la proliferación de CTX inmunosuprimicélulas T de ratón y mejorar la función fagocíde macrófagos de ratón, la promoción de la recuperación de la función inmune de ratón a niveles normales, lo que sugiere que los mogrosidos pueden tener una cierta capacidad de reparación para el sistema inmune.

2.2 antifibrosis

Las células estrelladas hepáticas participan en el metabolismo de la vitamina A y son un sitio importante para el almacenamiento de grasa en el hígado. Cuando el hígado es estimulado químicamente, mecádañado o infectado con un virus, las células estreladas hepáticas cambiarán de un estado de reposo a un estado activado. La activación sostenida de las células estreladas hepáticas inducirá proliferación celular anormal, aumento de la secreción de la matriz extracelular, y la transformación gradual en miofibrobla. En el proceso de fibrosis hepática, el colágeno tipo I puede inducir la activación y proliferación de células estrelladas hepáticas, y el factor de crecimiento de transformación − 1 (TGF- − 1) puede promover la transformación de las células estrelladas hepáticas en fibrobla. Song Kaijuan [36] y otros administrlx-2 células estrelladas del hígado con Mogroside en diferentes concentraciones y encontraron que el glucósido dulce no sólo promueve la apoptosis de las células LX-2, sino que también inhila la secreción de TGF- − 1 y colágeno tipo I, inhibiendo así el desarrollo de las células del hígado hacia la fibrosis.

Efecto hepatoprotector

Zhu Huiling et al. [37] estudiaron el efecto protector de los edulcorantes en las células normales del hígado humano (LO2). Las células LO2 se cultivaron en un medio conteniendo etanol durante 12 h, y se observó el estado de crecimiento celular. El crecimiento celular fue inhibido en el grupo etanol. El pretratamiento con edulcorantes redujo significativamente la toxicidad del etanol a las células LO2. La viabilidad celular en el grupo de intervención (0-200 μmol/L) aumentó con el aumento de la concentración del edulcorante. Cuando la membrana celular LO2 es dañada y rota, las enzimas intracelulares alanina aminotransferasa (ALT) y lactato deshidrogenasa (LDH) pueden penetrar en el medio extracelular. Las pruebas de índice bioquímico han demostrado que el tratamiento con etanol de las células LO2 puede aumentar los valores de ALT y LDH en el medio de cultivo; En el grupo de intervención, el valor de ALT y LDH en el medio de cultivo se redujo significativamente por la presencia de glucósido dulce, lo que indica queEl glucósido dulce puede reducir el daño a la célulaMembrana causada por etanol y mantener la integridad de la membrana celular del hígado. Xiao Gang et al. [38] estudiaron el efecto del glucósido dulce en la reparación del daño hepático en ratones. Se construyó un modelo de lesión hepática aguda utilizando la vía de inducde tetracloruro de carbono, utilizando lipopolisacárido y BCG para inducir un modelo de lesión hepática mediada por inmunidad. Las pruebas de suero mostraron que el glucósido reducía los niveles de alanina aminotransferasa y aspartato aminotransferasa en el mic's sangre. El examen patológico reveló que el glucósido reducía la necrosis y las lesiones del tejido hepático. Los resultados anteriores sugieren que el glucósido puede tener un efecto protector sobre las células hepáticas y el tejido hepático.

2.4 supresores de la tos y expectorantes

La fruta Luohan tiene un efecto supresor de la tosPero los componentes en la fruta Luohan que ejercen este efecto no están claros. Wu et al. [39] usaron ratones Kunming para construir un modelo animal para la supresión de la tos y el expectorante, y administraron el edulcora los ratones por sonda a una dosis de 10 a 30 mg/kg. El efecto del glucósido sobre la duración de la latde la tos en ratones se midió mediante la realización de un experimento de tos inducido por amonio, y el efecto de supresión de la tos del glucósido se evaluó contando el número de tos. También se realizó un experimento de excreción de fenol rojo en la tráquea para medir el efecto expectorante del fármaco utilizando como indicador la cantidad de fenol rojo excretada en la tráquea. El estudio encontró que el glucósido puede reducir significativamente el número de tos en ratones y aumentar la cantidad de fenol rojo excretado en la tráquea, lo que sugiere que el glucósido puede tener un efecto expectorante.

2.5 anti-alergia

La histamina se forma por la descarboxilación de histidina en el cuerpo. Como un importante transmisde molécula pequeña en el cuerpo, puede inducir una variedad de reacciones fisiológicas, incluyendo inflamación y reacciones alérgicas. Hossen et al. [40] usaron histamina y el "compuesto 48/80" para inducir un modelo de respuesta a la picazón en ratones con RCI. Después de administrar el glucósido dulce a ratones durante cuatro semanas, se encontró que reduce significativamente la respuesta a la picazón de los ratones. Para ilustrar aún más el mecanismo de acción del glucósido dulce, los mastocitos se cultivdespués de la administración, y se encontró queUna concentración de 0,3 mg/mL del glucósido dulcePodría inhibisignificativamente la liberación de histamina de los mastocitos inducida por el "compuesto 48/80". Dado que el mogrósido en sí tiene capacidad antioxidante, se especula que el mogrósido inhila la liberación de histamina de los mastocitos por la eliminación de aniones superóxido, inhibide las reacciones alérgicas.

3 biosíntesis de Mogroside

El Mogroside tiene un potencial valor medicinal, pero el bajo contenido del componente glucósido en la fruta, el alto costo de producción, y el alto precio del producto terminado, la tecnología biosintética proporciona una nueva forma de pensar para la producción de Mogroside. Está claro que la ruta metabólica secundaria de Mogroside es la base para el inIn vitro synthesis deMogroside (en inglés). En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología de la biología molecular, las enzimas clave en la biosíntesis de mogrosido, incluyendo farnesil difosfato sintasa, citocromo P450 monooxigen, y glicosiltransferasa, se han descubierto [41], y la actividad y la función de estas enzimas se han caracterizado [42,43], proporcionando una base teórica para la síntesis total de mogroside y el establecimiento de una fábrica celular.

3.1 estructura de Mogroside

elLa molécula de mogrósido está compuesta de alcohol mogrósido y una porción de glucosa(figura 2) [44]. El número de unidades de glucosa vinculadas a las posiciones C3 y C24 del esqueleto de alcohol mogroside es diferente, lo que producirá una molécula de glucósido dulce con una gran diferencia en el sabor. 3.2 la vía sintética del mogrósido mogrósido es un glucósido triterpende de tipo cucurbitano, y su síntesis se ha entendido inicialmente. Su biosíntesis en frutos se puede dividir en cuatro etapas:

3.2.1 biosíntesis del pirofosfato de isopentenilo (IPP) y el pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP)

Utilizando acetil-CoA como materia prima, dos moléculas de acetil-CoA se condensan para formar acetoacetil-coa; Bajo la acción de la HMG-CoA sintasa, el acetoacetil CoA reacciona con otra molécula de aceil-coa para formar 3-hidroxi3-metil-glutarato monoil-coa, que se reduce a ácido metilmalónico por la HMG-CoA reductasa [45]. El ácido metilmalónico es catalizado sucesivamente por metilmalonil-coa quinasa, fosfometilmalonil-coa quinasa y 5-fosfometilmalonil-coa decarboxilasa para generar sucesivamente 5-fosfometil-d-eritritol, 5-pirofosfometil-d-eritritol y pirofosfato de isopentenil (IPP) [46], que se isomeria a dimetilalilpirofosfato (DMAPP) por isopentenil pirofosfato isomerasa (figura 3).

3.2.2 síntesis del producto intermedio 2,3-oxidosqualeno [47]

IPP y DMAPP son catalizados por la geranilo pirofosfato sintasa para formar pirofosfato de geranilo (GPP). GPP es catalizada por la farnesil pirofosfato sintasa (FPS) para sintetizar farnesil pirofosfato (FPP), que se convierte en squaleno por squalene sintasa (SQS) [48]. Que luego SE convierte en 2,3-oxidosqualeno por la catálisis de la monooxigenasa (SE) (Fig. 4).

3.2.3 síntesis de loganina

Itkenet al. [50] encontraron que el 2,3-oxidosqualeno puede ser catalizado por epoxidasa de squaleno para producir 2,3; 22,23-epoxisqualeno, que luego se cica a 24,25-epoxisqualeno por epoxidasa de squaleno. Luego hidroxilen las posiciones C24 y C25 por epóxido hidrolasa para formar un epóxido de squaleno, que es hidroxilen la posición C11 por citocromo P450 monooxigenasa CYP102801 para formar momordina (Fig. 5).

3.2.4 síntesis de glucósidos dulces

El nivel de expresión de la udp-glucosiltransferasa (UGT) gen, que está involucrado en la glicosilación de la aglicone durante la maduración de los frutos, es significativamente upregulated. Y, finalmente, la síntesis de la saponluoHan Guo triterpense se completa con la adición de grupos de azúcar a las posiciones C3 y C24 de la aglicona por UDP-G glicosiltransferasa [51]. La mogrosida tiene el alcohol común de mogrosida aglicona, y la diferencia es principalmente el número de unidades de glucosa vinculadas en el C3 y el número de unidades de glucosa en las posiciones C3 y C24. Los resultados de los estudios de It- ken[50] y Dai Longhai [52] y otros muestran que el UGT74AC1 y UGT720-269-1Glicosiltransferasas de Luo Han GuoSon responsables de la glicosilación de C3-OH de Luo Han Guo alcohol. Además, UGT720-269-1 también está implicado en la glicosilación del mogroside C24-OH, mientras que UGT94-289-3 es responsable de la reacción de extensión de las cadenas de glucosa en las posiciones C3 y C24, y finalmente sinteel glucósido dulce V a través de un proceso de glicosilación de cinco pasos (figura 6).

4 Mogroside envivo degradación y metabolismo

Con el fende analizar a fondo el mecanismo de acción de los glicósidos en el cuerpo, en los últimos años, los investigadores han llevado a cabo un gran número de estudios sobre elDegradación y metabolismo de mogrosidos in vivo[53]. Lu Fenglai et al. [54] usaron bacterias intestinales humanas para degradel mogrosido y encontraron que el mogrosido III, bajo la acción de bacterias, perdió sucesivamente el grupo de glucosa C3 y el grupo de gentiobiosido C24, y se convirtió en Luo Han Guo IIA1 y Luo Han Guo alcohol.

Huang Zhencong et al. [55,56] colocadoMogroside V en jugo gástrico artificialY líquido bacteriano intestinal, respectivamente, y rastrearon y analizaron sus productos de transformación. Se encontró que el glucósido V en el jugo gástrico artificial fue hidrolizado uno por uno, y finalmente se convirtió en la aglicona; Bajo la acción de la flora intestinal humana, el glucósido V sufriría tanto deglicosilación y reacciones de glicosilación. El glucósido V se convirtió en un glucósido secundario a través de la deglicosilación, y el glucósido V se convirtió en un glucósido de seis por glicosilación. Experimentos In vivo con ratones mostraron que hay diferencias significativas entre los metabolidel mogrosido V en la orina y las heces de ratones [55]: en la orina de ratón, el mogrosido V se excreta en forma de mogrosido V, mientras que en las heces de ratón, el mogrosido V se convierte en productos hidroxile isomeri. La investigación anterior proporciona una referencia importante para aclarar el metabolismo y las vías de transformación de Mogroside en el cuerpo.

5 debate y perspectivas

Los edulcorantes se utilizan ampliamente en la producción de alimentos y bebidas. Aunque los edulcorantes químicos no contienen azúcar y son bajos en calorías, a los consumidores les resulta difícil aceptarlos. Creen que los edulcorantes tienen un sabor químicamente sintetiz, y por otro lado, están preocupados por su seguridad y la preocupación de que el consumo a largo plazo afectará a su salud. Desde una perspectiva de seguridad, la toxicidad aguda de mogroside es DL50 > 15 g/kg (PC) [57], y es negativo en la prueba de mutagenicidad de Ames y no genotóxico [58], por lo que es una sustancia segura y no tóxica. En el campo de la alimentación,El Mogroside es un buen sustituto natural de la sacarosa. Es muy dulce y bajo en calorías. No es absorbido por el cuerpo después de su consumo y reduce eficazmente la ingesta de sustancias energéticas [59], que pueden satisfacer las necesidades de los pacientes diabéticos y personas obesas.

En términos de investigación farmacológica, basada en la actividad hipoglicémica de los glicósidos, los investigadores científicos han estudiado el mecanismo de los glicósidos en la regulación de la glucosa sanguínea. Se especula que el mogrósido regula la glucosa sanguínea mediante la estimulación de la secrede insulina, reparación de las células de los islotes, inhibide la gluconeogé, e inhibide la actividad de glicosidasa. Esto sugiere que los glicósidos tienen múltiples objetivos, diversos mecanismos de acción y complejas vías de señales que participan en la regulación de la glucosa en la sangre en el cuerpo. Qué vía juega un papel principal en la regulación de la glucosa en la sangre, y cómo inhibir sinérgicamente la glucosa en la sangre, la investigación relacionada aún no se ha informado y sigue siendo explorado en profundidad.

Mogroside tiene un potencial valor medicinalPero es caro. Aclarar el mecanismo biosintético del Mogroside y el uso de fábricas de células para producir Mogroside es una de las posibles formas de producir Mogroside en masa:

En la biosíntesis de los glicósidos mogrosidos triterpen, la vía biosintética del acetato CoA al 2,3-oxidosqualeno existe en los eucariotas superiores y algunos microorganismos. El escualeno oxidado puede ser utilizado como un precursor para sintetizar biomoléculas como esteroides o terpenos. En el Luo Han Guo, el 2,3-oxidosqualene es finalmente convertido en la molécula de mogroside bajo la acción catalítica de una serie de enzimas clave. En la actualidad, hay muchas dificultades en la síntesis total de mogrósido a través de la vía de biosíntesis, que implica principalmente tres etapas: (1) 2,3-oxiddel escualeno para formar cucurbitadienol; (2) hidroxilación de cucurbitadienolpara formar momordinol; (3) glicosilación de momordinol. Los genes de enzimas relevantes han sido clonados, expresados y funcionalmente verificados, sin embargo, todavía hay mucho trabajo por hacer sobre cómo integrar estos genes extraños en las fábricas de células microbianas y lograr su expresión eficiente y coordinada.

El efecto hipoglicde mogroside proporciona nuevas ideas para el desarrollo de fármacos hipoglicemi, y se necesita una investigación clínica más extensa y profunda en el futuro. La síntesis de mogroside está todavía en su infancia y se enfrenta a muchos desafíos. Research yExploration deelanablic (en inglés)Metabolismo de Luo Han Guo sentará las bases para el establecimiento de una fábrica de células mogroside.

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