.Harnessing Nature’s Power: Yeast Becomes a Factory for Herbal Medicine

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.Harnessing Nature’s Power: Yeast Becomes a Factory for Herbal Medicine

자연의 힘 활용: 효모가 약초 공장이 되다

생물공학 효모 대량 생산 허브 의약품

고베 대학 에서2024년 11월 12일

생물공학 효모 대량 생산 허브 의약품 아르테필린 C의 분자 생산 라인에서 핵심 단계를 촉매할 수 있는 식물 효소를 효모 세포에 도입하고 전구체 분자의 균형을 조정함으로써, 고베 대학의 생물공학자 토모히사 하스누마를 중심으로 한 팀은 발효기에서 전례 없는 농도로 아르테필린 C를 생산했습니다. 출처: 고베 대학 산업적 규모로 약초를 생산하는 것은 어려운 일입니다. 그러나 고베 대학의 생물공학자 팀은 특정 효모 종 의 세포 기계를 성공적으로 변형하여 발효기에서 기록적인 농도로 약용 화합물을 생산할 수 있게 했습니다. 이번 획기적인 발견은 해당 분자의 대량 생산을 가능하게 할 뿐만 아니라, 다른 식물 유래 화합물의 미생물 생산으로 이어지는 길을 열어주었습니다. 생물공학적 약용 화합물 한방 의약품은 많은 건강상의 이점을 제공하지만, 대량으로 생산하기 어려운 경우가 많습니다. 좋은 예로는 항균, 항염, 항산화 및 항암 특성을 지닌 화합물인 아르테필린 C가 있는데, 현재는 벌에서 추출한 제품으로만 판매됩니다. 고베 대학교의 생물공학자 토모히사 하스누마는 "고수율 저비용 공급을 얻으려면 발효조에서 재배할 수 있는 생물공학 미생물에서 생산하는 것이 바람직하다"고 설명합니다. 그러나 이 접근 방식에는 기술적 과제가 있습니다.

코마가타엘라 파피 효모

코마가타엘라 파피 효모 효모 Komagataella phaffii는 artepillin C가 속하는 화학 물질 계열의 구성 요소를 생산하는 데 적합하며, 높은 세포 밀도에서 성장할 수 있으며, 세포 성장을 제한하는 알코올을 생성하지 않습니다. 출처: Takahiro Bamba

미생물 생산의 과제 첫째, 과학자들은 식물이 표적 화합물을 생산하는 데 사용하는 효소 또는 분자 기계를 식별해야 합니다.하스누마는 "아르테필린 C 생산에 중요한 식물 효소는 교토 대학의 카즈후미 야자키가 최근에야 발견했습니다."라고 말합니다. "그는 미생물 생산에 대한 우리의 경험으로 인해 미생물에서 화합물을 생산하는 데 사용할 수 있는지 물었습니다." 그런 다음 팀은 이 효소를 담당하는 유전자를 효모 Komagataella phaffii 에 도입하기 위해 노력했습니다 .

양조용 효모에 비해 K. phaffii는 이 계열의 화학 물질을 생산하는 데 더 적합하고, 더 높은 세포 밀도를 지원하며, 세포 성장을 제한할 수 있는 알코올을 생산하지 않습니다. 아르테필린 C 생산에서의 성과 저널 ACS Synthetic Biology 에서 그들은 이제 생물공학 효모가 이전에 달성할 수 있었던 것보다 10배 많은 아르테필린 C를 생산했다고 보고했습니다. 그들은 아르테필린 C의 분자 생산 라인을 따라 주요 단계를 신중하게 조정하여 이러한 업적을 달성했습니다.

Hasunuma는 다음과 같이 덧붙였습니다. "또 다른 흥미로운 측면은 아르테필린 C가 성장 배지로 쉽게 배출되지 않고 세포 내부에 축적되는 경향이 있다는 것입니다. 따라서 기술적 이유로 도입되었지만 유기체의 밀집된 성장을 방해하는 일부 돌연변이를 제거하여 발효기에서 효모 세포를 고밀도로 성장시킬 필요가 있었습니다."

식물 유래 화합물의 미생물 생산

식물 유래 화합물의 미생물 생산 고베 대학의 생물공학자 토모히사 하스누마는 "매우 유사한 화학 구조를 가진 수천 개의 화합물이 자연적으로 존재하기 때문에 아르테필린 C 생산에서 얻은 지식을 다른 식물 유래 화합물의 미생물 생산에 적용할 수 있는 매우 현실적인 가능성이 있습니다."라고 설명합니다. 출처: 타카히로 밤바

미래 전망 및 더 광범위한 의미 고베 대학의 생물공학자는 이미 생산을 더욱 개선할 방법에 대한 아이디어를 가지고 있습니다. 한 가지 접근 방식은 책임 효소를 수정하거나 전구체 화학물질 풀을 늘려 최종적이고 중요한 화학 단계의 효율성을 더욱 높이는 것입니다. 또 다른 접근 방식은 아르테필린 C를 세포 밖으로 운반하는 방법을 찾는 것입니다. 하수누마는 "화학 물질을 세포 안팎으로 운반하는 분자 구조인 운반체를 수정하여 전구체를 세포에 유지하면서도 제품을 배지로 수출할 수 있다면 더 높은 수율을 달성할 수 있을 것"이라고 말합니다.

그러나 이 연구의 의미는 이 특정 화합물의 생산을 넘어선다. 하수누마는 "매우 유사한 화학 구조를 가진 수천 개의 화합물이 자연적으로 존재하기 때문에 아르테필린 C 생산에서 얻은 지식을 다른 식물 유래 화합물의 미생물 생산에 적용할 수 있는 매우 현실적인 가능성이 있다"고 설명한다.

참고문헌: “Komagataella phaffii에서 막 결합 프레닐트랜스퍼라제를 사용한 생물학적 활성 페닐프로파노이드 아르테필린 C의 신규 생산” 2024년 11월 12일, ACS Synthetic Biology . DOI: 10.1021/acssynbio.4c00472 이 연구는 일본 과학 진흥 협회(보조금 23H04967), RIKEN 과학, 기술 및 혁신 허브 클러스터, 일본 과학 기술 기구(보조금 JPMJGX23B4)의 자금 지원을 받았습니다. 교토 대학과 RIKEN 지속 가능 자원 과학 센터의 연구자들과 협력하여 수행되었습니다.

https://scitechdaily.com/harnessing-natures-power-yeast-becomes-a-factory-for-herbal-medicine/

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메모 2411130428 소스1.분석_[n】
숲의 신기한 약초

1.자연의 힘 활용: 효모가 약초 공장이 되다
아르테필린 [1]C의 분자 생산 라인]에서 핵심 단계를 촉매할 수 있는 식물 효소를 효모 세포에 도입]하고 전구체 분자의 균형을 조정함으로써, 한 팀은 발효기에서 전례 없는 농도로 아르테필린 C]를 생산했다.

_[1] 특정 약초 분자 생산 라인에서 효모세포를 통해 약초 성분이 있는 아르테필린 C를 생산했다. 이는 약초의 분자격인 qpeoms 그약초의 성분 생산 라인에서 실제의 인삼 약초의 msbase를 생산해낸 것과 유사하다. 허허.

2.
산업적 규모로 [2]약초를 생산하는 것은 어려운 일]이다. 그러나 고베 대학의 생물공학자 팀은 특정 효모종의 세포 기계를 성공적으로 변형하여 [2-1]발효기에서 기록적인 농도로 약용 화합물을 생산]할 수 있게 했다.

_[2-1】앞으로는 식물재배 없이 약초를 qpeoms 분자 발효기에서 얻을 수 있을듯 하다. 이번 획기적인 발견은 해당 분자의 대량 생산을 시공간 구분없이 화성이나 달에서도 생산이 가능하다. 이는 다른 식물 유래 화합물의 미생물 생산으로 이어지는 길을 열어준다.

현재 약용식물로 이용되는 종류는 수천 종에 이르는데, 한국에는 약 700종이 재배되거나 자생하고 있다. 약용식물의 유효 성분은 주로 알칼로이드·정유·지방유·타닌 등이다.

2.생물공학적 약용 화합물
한방 의약품은 많은 건강상의 이점을 제공하지만, 대량으로 생산하기 어려운 경우가 많다. 좋은 예로는 항균, 항염, 항산화 및 항암 특성을 지닌 화합물인 아르테필린 C가 있는데, 현재는 벌에서 추출한 제품으로만 판매된다.

3.미생물 생산의 과제
첫째, 과학자들은 식물이 표적 화합물을 생산하는 데 사용하는 효소 또는 분자 기계를 식별해야 한다. 아르테필린 C 생산에서의 성과는 생물공학 효모가 이전에 달성할 수 있었던 것보다 10배 많은 아르테필린 C를 생산했다.

이 연구의 의미는 이 특정 화합물의 생산을 넘어선다. [4]매우 유사한 화학 구조를 가진 수천 개의 화합물이 자연적으로 존재]하기 때문에, 아르테필린 C 생산에서 얻은 지식을 다른 식물 유래 화합물의 미생물 생산에 적용할 수 있는 충분히 현실적인 가능성이 있다.

_약초는 식물이기 때문에 세계각처에 유사한 식물이 진화과정에서 풍토적 변화를 받아 성분의 미세 동일성을 찾기는 그리 쉽지 않다. 하지만 이러한 난관을 극복해줄 방법이 sms.vix.ain 구조의 응용력이다. 키랄 선대칭을 이용하면 약초의 약초성분이 발효기에서 수천억종을 대량 생산해낼 수 있다. 으음.

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mssoms
Note 2411130428 Source 1. Analysis_[n]
The Magical Herb of the Forest

1. Harnessing the Power of Nature: Yeast Becomes a Herb Factory
By introducing plant enzymes that can catalyze key steps in the molecular production line of artephyllin [1]C into yeast cells and adjusting the balance of precursor molecules, a team produced artephyllin C] in unprecedented concentrations in a fermenter.

_[1] Artephyllin C with herbal ingredients was produced through yeast cells in a specific herbal molecule production line. This is similar to the production of actual ginseng herbal msbase in the herbal molecule production line of qpeoms, the herbal ingredient of the herbal. Hehe.

2.
It is difficult to produce [2]herbal medicine on an industrial scale. However, a team of bioengineers at Kobe University successfully modified the cellular machinery of a specific yeast species to produce [2-1] medicinal compounds at record concentrations in a fermenter.

_[2-1] In the future, it seems possible to obtain medicinal herbs from qpeoms molecular fermenters without plant cultivation. This groundbreaking discovery makes it possible to mass-produce the molecule regardless of time and space, even on Mars or the moon. This opens the way to microbial production of other plant-derived compounds.

There are currently thousands of medicinal plants used, and about 700 species are cultivated or grown in Korea. The active ingredients of medicinal plants are mainly alkaloids, essential oils, fatty oils, and tannins.

2. Bioengineering medicinal compounds
Although herbal medicines offer many health benefits, they are often difficult to mass-produce. A good example is artephyllin C, a compound with antibacterial, anti-inflammatory, antioxidant, and anticancer properties, which is currently only available as a product extracted from bees.

3. The challenge of microbial production
First, scientists must identify the enzymes or molecular machinery that plants use to produce the target compound. The achievement in producing artephyllin C was that bioengineered yeast produced 10 times more artephyllin C than previously achieved.

The significance of this study goes beyond the production of this particular compound. [4] Since there are thousands of compounds with very similar chemical structures in nature, there is a very real possibility that the knowledge gained from producing artephyllin C could be applied to the microbial production of other plant-derived compounds.

_Since herbs are plants, it is not easy to find minute identities in ingredients because similar plants around the world have undergone climatic changes during evolution. However, the application of the sms.vix.ain structure is the way to overcome this difficulty. Using chiral line symmetry, medicinal ingredients from herbs can be mass-produced in hundreds of billions of varieties in a fermenter. Hmm.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
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0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
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00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
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0000000q000
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sample msoss

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