• 제목/요약/키워드: Flavonoid biosynthesis

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Flavonoids with anticomplement activity from Persicaria lapathifolia

  • Park, Si-Hyung;Oh, Sei-Ryang;Kim, Young-Soo;Lee, Hyeong-Kyu
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1998년도 Proceedings of UNESCO-internetwork Cooperative Regional Seminar and Workshop on Bioassay Guided Isolation of Bioactive Substances from Natural Products and Microbial Products
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    • pp.186-186
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    • 1998
  • Persicaria lapathifolia Gray (Polygonaceae) is a common weed in Korea. This plant and other Persicaria species including P. orientale and P. pubescens have been used as an analgesic and stomachic as well as for the treatment of rheumatoid arthritis and malaria. During the screening program of plant extracts, MeOH extract of P. scabrum showed anticomplement activity and the MeOH extract was partitioned with hexane, chloroform, ethyl acetate, and buthanol. EtOAc fraction showed strong activity and activity guided separation yielded eight flavonoids. Two known galloylated and a novel ferulloylated flavonoid glycosides showed strong anticomplement activity. Other flavonoid glycosides, kaempferol 3-O-${\alpha}$-$\sub$L/-arabinopyranoside, kaempferol 3-O-${\beta}$-$\sub$D/-glucopyranoside, kaempferol 3-O-${\beta}$-$\sub$D/-galactopyranoside, quercetin 3-O-${\alpha}$-$\sub$L/-arabinopyranoside, quercetin 3-O-${\beta}$-$\sub$D/-glucopyranoside, quercetin O-${\beta}$-$\sub$D/-galactopyranoside did not showed anicomplement activity.

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Flavonoid 생합성:생화학과 대사공학적 응용 (Flavonoid Biosynthesis: Biochemistry and Metabolic Engineering)

  • 박종석;박종범;김경환;하선화;한범수;김용환
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권4호
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    • pp.265-275
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    • 2002
  • 주요 농작물에서 건강-방어용 flavonoids 생성, phytoalexin (isoflavonoid, flavanol, proanthocyanidin)의 생성 및 소절을 통한 식물의 저항력 증대, 색소 (flavonol, anthocyanin)의 합성에 의한 자외선 방어, nod 유전자 inducer (flavones, isoflavones)의 대량 발현에 의한 혹 형성 (nodulation) 효율증대 등은 대사공학 적으로 향상 가능한 부분들이다. 파란 꽃을 개화하는 품종이 카네이션, 국화, 장미 등 중요 장식용 화훼작물들에는 결핍되어 있는데,이는 F3'5'H 유전자가 없어서 파란색 delphinidin 색소를 생산할 수 없기 때문으로 추정된다. 따라서 F3'5'H 유전자를 형질전환 하여 이러한 제한을 극복하고 delphinidin 유도체 생산이 가능하게 되면 파란색 꽃의 생산 가능성을 증대시킬 수 있게 된다. 또한 영양학적인 측면에서 이미 중요한 생리적 기능이 밝혀진 catechin을 비롯한 proanthocyanidin 과 anthocyanin은 의약품 및 식품첨가제 등 다양한 분야에서 크게 시장성을 넓히고 있어 상업적 측면에서 대사공학의 유망한 목표가 되고 있다. 최근의 대사공학 분야에서의 많은 성공에도 불구하고, flavonoid에 대한 고도의 대사공학 조절을 이용하여 원하는 flavonoid 화합물을 생성하거나, 원치 않는 flavonoid 화합물을 억제하도록 하는 데는 여전히 기술적 문제점들이 남아있다. 예를 들면 IFS와 FLS 등의 유전자 분리 그리고 조직 및 시기 특이적인 promoter 개발 등이 동시에 이루어져야 하며, co-pigmentation 및 액포 pH와 관련된 메카니즘에 대한 이해, 화훼작물들의 형질전환 기술 개발 등이 이루어져야 원하는 꽃의 착색 조절이 가능하게 될 것이다. 최근 나팔꽃에서 액포의 $Na^{+}$H$^{+}$ exchanger를 파괴하여 화색을 변경시킨 mutants 연구를 통하여 조만간 액포 pH의 조절을 이용한 식물 대사공학이 가능할 것으로 기대되고 있다 (Yamaguchi et al. 2001). 아직 자연계에서 기본적인 골격의 변경만으로 수천 종류의 flavonoid가 생성 가능한가는 여전히 의문점으로 남아 있으나, 분명한 것은 다양한 식물 체계에서의 노력으로 농업, 원예, 그리고 영양분 증대를 위한 flavonoid 대사를 어떻게 조절할 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있고, 또한 flavonoid 생합성 연구로부터 얻어진 정보들을 통하여 세포질 대사와 기본적인 생물학적 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있게 될 것이다.

국화 꽃색 변경을 위한 플라보노이드 대사공학 (Flavonoid Metabolic Engineering for Modification of Flower Color in Chrysanthemum)

  • 김다혜;박상규;박보라;이종렬;임선형
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.351-363
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    • 2018
  • 관상용 화훼작물에 있어서 꽃의 색깔과 형태는 중요한 형질 중 하나이다. 일반적으로 꽃색은 카로티노이드, 플라보노이드, 베타라인에 의해 결정된다. 그 중 플라보노이드는 보다 넓은 영역의 색을 나타낸다. 국화는 세계적으로 인기가 많은 관상용 화훼작물이며 꽃색을 바꾸기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 국화의 경우, 시아니딘 계열 안토시아닌의 축적으로 분홍색 혹은 빨간색의 꽃색을 나타내며, 카로티노이드 계열 색소물질의 축적으로 노란색 또는 초록색의 꽃색을 나타낸다. 그러나 자연계에는 파란 꽃색의 국화는 존재하지 않는다. 지금까지 플라보노이드계 물질 생합성을 조절함으로써 파란색 꽃을 개발하기 위한 여러 연구가 시도되었다. 반면 그 외의 플라보노이드계 물질을 기반으로 한 새로운 꽃색 국화 개발연구는 거의 수행되지 않았다. 플라보노이드 생합성 조절에는 다양한 전사인자들이 관여하고 플라보노이드계 물질 기반 꽃색 변경을 위해서는 구조 유전자 및 전사인자들을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 화훼작물의 플라보노이드 생합성 및 조절에 대하여 전반적으로 서술하였고, 그 동안 보고된 플라보노이드계 물질의 꽃색 변경 연구들을 검토하였다. 이러한 결과들은 생명공학기술을 기반으로한 국화 꽃색 변경 달성을 위한 중요한 길잡이가 될 수 있을 것이다.

Biosynthesis of Pinocembrin from Glucose Using Engineered Escherichia coli

  • Kim, Bong Gyu;Lee, Hyejin;Ahn, Joong-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권11호
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    • pp.1536-1541
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    • 2014
  • Pinocembrin is a flavonoid that exhibits diverse biological properties. Although the major source of pinocembrin is propolis, it can be synthesized biologically using microorganisms such as Escherichia coli, which has been used to synthesize diverse natural compounds. Pinocembrin is synthesized from phenylalanine by the action of three enzymes; phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-coumarate:CoA ligase (4CL), and chalcone synthase (CHS). In order to synthesize pinocembrin from glucose in Escherichia coli, the PAL, 4CL, and CHS genes from three different plants were introduced into an E. coli strain. Next, we tested the different constructs containing 4CL and CHS. In addition, the malonyl-CoA level was increased by overexpressing acetyl-CoA carboxylase. Through these strategies, a high production yield (97 mg/l) of pinocembrin was achieved.

Enhanced Flavonoid Production in Streptomyces venezuelae via Metabolic Engineering

  • Park, Sung-Ryeol;Ahn, Mi-Sun;Han, Ah-Reum;Park, Je-Won;Yoon, Yeo-Joon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권11호
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    • pp.1143-1146
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    • 2011
  • Metabolic engineering of plant-specific phenylpropanoid biosynthesis has attracted an increasing amount of attention recently, owing to the vast potential of flavonoids as nutraceuticals and pharmaceuticals. Recently, we have developed a recombinant Streptomyces venezuelae as a heterologous host for the production of flavonoids. In this study, we successfully improved flavonoid production by expressing two sets of genes predicted to be involved in malonate assimilation. The introduction of matB and matC encoding for malonyl-CoA synthetase and the putative dicarboxylate carrier protein, respectively, from Streptomyces coelicolor into the recombinant S. venezuelae strains expressing flavanone and flavone biosynthetic genes resulted in enhanced production of both flavonoids.

An Optimization of Flavonoid Production from the Suspension Culture of Scutellaria baicalensis Georgi Cells

  • SEO, WEON-TAEK;YOUNG-HOON PARK;TAE-BOO CHOE
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제6권5호
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    • pp.347-351
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    • 1996
  • Flavonoid production by suspended cells of Scutellaria baicalensis Georgi was studied and the medium was optimized for cell growth and baicalin production. In SH medium the flavonoid production was not closely associated with the cell growth. A modified SH medium, FPM, was therefore designed for enhanced baicalin production. In FPM, both cell growth and baicalin production were increased by 1.5 times and 1.67 times than in the original SH medium, respectively. The increases could be attributed to the increased metabolic activities involved in the flavonoid biosynthesis as represented by enhanced activities of phenylalanine ammonia-lyase.

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Inhibitory Effects of Naringenin, Kaempherol, and Apigenin on Cholesterol Biosynthesis in HepG2 and MCF-7 Cells

  • Kim, Kee-Tae;Yeo, Eun-Ju;Moon, Sun-Hee;Cho, Ssang-Goo;Han, Ye-Sun;Nah, Seung-Yeol;Paik, Hyun-Dong
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제17권6호
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    • pp.1361-1364
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    • 2008
  • The inhibitory effects of naringenin, kaempherol, and apigenin on the production of cholesterol in HepG2 KCLB 88065 and MCF-7 KCLB 30022 cells were evaluated. In this study, quercetin was used as a reference reagent. After incubation for 3 days, fat-soluble contents of both cell types were extracted by using the Folch method and the cholesterol contents in both cultured cells were determined by high performance liquid chromatography. The concentration of cholesterol in untreated each tissue cells was $12.2{\pm}0.11$ and $8.83{\pm}0.12\;mg/g$ of lipid, respectively. The total concentration of each flavonoid was adjusted to 0, 35, or $350{\mu}M$ in the culture broth. As the results, the addition of 2% methanol and dimethyl sulfoxide (DMSO) to the media (control for flavonoid solvents) did not significantly affect cell growth; however, DMSO caused an increase in the production of cholesterol. Each flavonoid inhibited the production of cholesterol in both HepG2 and MCF-7 cells at the concentration of $35{\mu}M$ above. In addition, the inhibitory effect of kaempherol on the production of cholesterol in these cells was greater than the other flavonoids tested and HepG2 cells are more sensitive to flavonoids than MCF-7. From the results, the inhibitory effects of flavonoids on cholesterol production are different depending on the cell type.