Содержание

ВИТАМИН Е 0,4 N30 КАПС

Витамин Е является антиоксидантным средством, участвует в процессах пролиферации клеток, тканевого метаболизма, предупреждает гемолиз эритроцитов, препятствует повышенной проницаемости и ломкости капилляров. Препарат препятствует развитию атеросклероза, дегенеративно-дистрофических изменений в сердечной мышце и скелетной мускулатуре, улучшает питание и сократительную способность миокарда, снижает потребление миокардом кислорода. Тормозит свободнорадикальные реакции, предупреждает образование пероксидов, повреждающих клеточные и субклеточные мембраны. Стимулирует синтез гема и гемсодержащих ферментов — гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы, пероксидазы.

Участвует в метаболизме нуклеиновых кислот и простагландинов, в клеточном дыхательном цикле, в синтезе арахидоновой кислоты.

Улучшает тканевое дыхание, стимулирует синтез белков (коллагена, ферментных, структурных и сократительных белков скелетных и гладких мышц, миокарда), защищает от окисления витамин А, ингибирует синтез холестерина, способствует нормализации уровня липидов в плазме крови. Тормозит окисление ненасыщенных жирных кислот и селена (компонент микросомальной системы переноса электронов). Активирует фагоцитоз и используется для поддержания нормальной резистентности эритроцитов. В больших дозах предотвращает агрегацию тромбоцитов. Оказывает выраженное положительное воздействие на репродуктивную систему человека.

При отсутствии витамина Е в организме (авитаминозе Е) развиваются дегенеративные изменения в скелетных мышцах сердца, повышается проницаемость и ломкость капилляров, перерождается эпителий семенных канальцев, яичек. У эмбрионов возникают кровоизлияния, наступает их внутриутробная гибель. Установлены также дегенеративные изменения в нервных клетках и поражение паренхимы печени.

При недостаточности витамина Е наблюдается снижение концентрации белков в сыворотке крови и содержания нуклеиновых кислот в печени и семенниках.

Недостаточность витамина Е у человека может быть связана с особенностями питания (например, отсутствием в пище растительных жиров) либо обусловлена различными заболеваниями, например, печени, поджелудочной железы и др.

Витамин Е (фирма ЛЮМИ)

Инструкция по медицинскому применению  препарата Альфа-токоферола ацетат (витамин Е)

Регистрационный номер: РN001777/01 от 07.06.2010 г.

Торговое название: Альфа-токоферола ацетат (витамин Е) 

МНН или группировочное название: витамин Е

Лекарственная форма: капсулы

Состав: 

Активные вещества: Альфа-токоферола ацетат (витамин Е)100 мг.

Вспомогательные вещества: 

  • Соевых бобов масло – 100 мг. 
  • Желатин – 52,75 мг; 
  • Глицерол – 16,80 мг 
  • Метилпарагидроксибензоат – 0,45 мг. 

Описание: Капсулы шарообразной формы  красного цвета, заполнены маслянистой жидкостью от светло-желтого до темно-желтого цвета, без прогорклого запаха.

Фармакотерапевтическая группа: Витамин

Код АТХ: А11НА03

Фармакологическое действие: Витамин Е является антиоксидантом. Предохраняет клеточные мембраны тканей организма от окислительных изменений; стимулирует синтез гема и гемсодержащих ферментов – гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы, пероксидазы. Тормозит окисление ненасыщенных жирных кислот и селена. Ингибирует синтез холестерина. Предупреждает гемолиз эритроцитов, повышение проницаемости и ломкость капилляров, нарушение функции семенных канальцев и тестикул, плаценты, нормализует репродуктивную функцию.

Фармакокинетика: Абсорбция из 12-перстной кишки (требует присутствия солей желчных кислот, жиров, нормальной функции поджелудочной железы) – 50-80 %. Связывается с беталипопротеинами крови. При нарушении обмена белков транспорт затрудняется. ТСmaх – 4 ч. Депонируется во всех органах и тканях, особенно в жировой ткани. Проникает через плаценту в недостаточных количествах: в кровь плода проникает 20-30% от концентрации в крови матери. Проникает в грудное молоко. Метаболизируется в печени до производных, имеющих хиноновую структуру (некоторые из них обладают витаминной активностью). Выводится с желчью – более 90% (некоторое количество вновь всасывается и подвергается энтерогепатической циркуляции), почками – 6% (в виде глюкуронидов токоферониевой кислоты и ее гамма-лактона).

Показания  к применению: Гиповитаминоз Е.В комплексной терапии: мышечных дистрофий; дерматомиозита; атеросклероза; миокардиодистрофий; нарушений менструального цикла; угрозы прерывания беременности, нарушений функции половых желез у мужчин; дерматозов, псориаза.

Противопоказания: Повышенная индивидуальная чувствительность к компонентам препарата, острый инфаркт миокарда, детский возраст.С остородностью: гипопротромбинемия, тяжелый кардиосклероз, перенесенный инфаркт миокарда, повышенный риск тромбоэмболии.

Период беременности и грудного вскармливания: Препарат в данной дозировке не рекомендуется к применению при нормальном течении беременности. Для беременных и кормящих матерей рекомендована доза витамина Е – 10-14 мг.

Способ применения и дозы: Внутрь по 100-300 мг/сут, при необходимости до 1 г/сут.При заболеваниях нервно-мышечной системы – по 100 мг в сутки в течение 1-2 месяцев. Повторные курсы через 2-3 месяца.При нарушении сперматогенеза и потенции – по 100 – 300 мг в сутки в сочетании с гормональной терапией в течение месяца.При угрожающем аборте – по 100 мг в сутки в течение 7-14 дней, при привычном аборте и ухудшении внутриутробного развития плода – по 100 мг в сутки первые 2-3 месяца беременности ежедневно или через день.При заболеваниях периферических сосудов, миокардиодистрофии, атеросклерозе – по 100 мг в сутки (с витамином А) в течение 20-40 дней, через 3-6 месяцев курс лечения можно повторить.В дерматологии – по 100 мг в сутки в течение 20-40 дней.

Побочное действие: Возможны  аллергические реакции, диспепсия.

Передозировка: Симптомы: при приеме витамина Е в течение длительного периода в дозах 400-800 ЕД/сут – нечеткость зрительного восприятия, головокружение, головная боль, тошнота, повышенная утомляемость, диарея, гастралгия, астения.При приеме более 800 ЕД/сут в течение длительного периода – увеличение риска развития кровотечений у больных с гиповитаминозом К, нарушение метаболизма тиреоидных гормонов, расстройства сексуальной функции, тромбофлебит, тромбоэмболия, некротический колит, сепсис, гипербилирубинемия, почечная недостаточность,  кровоизлияние в сетчатку глаза, геморрагический инсульт, асцит.

Лечение: симптоматическое. Отмена препарата, назначение глюкокортикостероидных препаратов.

Взаимодействие с другими лекарственными средствами: Витамин Е усиливает эффект глюкокортикостероидных препаратов, нестероидных противовоспалительных препаратов, сердечных гликозидов.Уменьшает эффективность и токсичность витаминов А и Д. Повышает эффективность противоэпилептических средств у больных эпилепсией.Не рекомендуется одновременный прием других поливитаминных комплексов, содержащих витамин Е, во избежание передозировки.Одновременный прием больших доз витамина Е с железом, витамином К или антикоагулянтами (средствами, которые предотвращают свертывание крови), увеличивает время свертывания крови.

Особые указания: Не превышать рекомендуемую дозировку. Не следует принимать удвоенную дозу, если пропустили предыдущий прием препарата.

Форма выпуска: Капсулы 100 мг. По 10 капсул в контурную ячейковую упаковку из пленки поливинилхлоридной и бумаги с полимерным покрытием или фольги алюминиевой печатной лакированной.По 2, 3, 4 контурные ячейковые упаковки вместе с инструкцией по применению помещают в пачку из картона хром-эрзац или картона коробочного.По 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50 контурных ячейковых упаковок вместе с равным количеством инструкций по применению помещают в полиэтиленовый герметично запаянный пакет из светонепроницаемой полиэтиленовой пленки, или из материала комбинированного на бумажной основе, или из материала комбинированного «Буфлен», или из двухслойного комбинированного материала.50, 100, 200, 400, 600 контурных ячейковых упаковок вместе с равным количеством инструкций  по применению помещают в полиэтиленовый герметично запаянный пакет из светонепроницаемой пленки.Полиэтиленовые упаковки помещают в коробку картонную.Для  стационаров 50, 100, 200, 400, 600  контурных ячейковых упаковок вместе с инструкцией по применению помещают в коробку картону.

Срок годности: 2 года. Не применять по истечении срока годности.

Условия хранения: Хранить в сухом, защищенном от света месте при температуре не выше 25 С. Хранить в  недоступном для детей месте.

Условия отпуска из аптек: Без рецепта.

Производитель: ООО «ЛЮМИ», РФ, 191023, г. Санкт-Петербург, Апраксин двор тер, корпус 42, т/ф +7 (812) 327-78-76

Адрес производства и принятия претензий: РФ, 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 49, т/ф +7 (343) 261-10-38.

Витамин Е 400 мг — витамины при планировании беременности

Фармакодинамика
Витамин Е является антиоксидантным средством, участвует в процес-сах пролиферации клеток, тканевого метаболизма, предупреждает гемолиз эритроцитов, препятствует повышенной проницаемости и ломкости капилля-ров.
Препарат препятствует развитию атеросклероза, дегенеративно-дистрофических изменений в сердечной мышце и скелетной мускулатуре, улучшает питание и сократительную способность миокарда, снижает потребление миокардом кислорода. Тормозит свободнорадикальные реакции, предупреждает образование пероксидов, повреждающих клеточные и субклеточные мембраны. Стимулирует синтез гема и гемсодержащих ферментов — гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы, пероксидазы.

Участвует в метаболизме нуклеиновых кислот и простагландинов, в клеточном дыхательном цикле, в синтезе арахидоновой кислоты.
Улучшает тканевое дыхание, стимулирует синтез белков (коллагена, ферментных, структурных и сократительных белков скелетных и гладких мышц, миокарда), защищает от окисления витамин, А, ингибирует синтез холестерина, способствует нормализации уровня липидов в плазме крови. Тормозит окисление ненасыщенных жирных кислот и селена (компонент микросомальной системы переноса электронов).

Активирует фагоцитоз и используется для поддержания нормальной резистентности эритроцитов. В больших дозах предотвращает агрегацию тромбоцитов. Оказывает выраженное положительное воздействие на репро-дуктивную систему человека.

При отсутствии витамина Е в организме (авитаминозе Е) развиваются дегенеративные изменения в скелетных мышцах, повышается проницаемость и ломкость капилляров, перерождается эпителий семенных канальцев, яичек. У эмбрионов возникают кровоизлияния, наступает их внутриутробная гибель. Установлены также дегенеративные изменения в нервных клетках и поражение паренхимы печени.
При недостаточности витамина Е наблюдается снижение концентрации белков в сыворотке крови и содержания нуклеиновых кислот в печени и семенниках.
Недостаточность витамина Е у человека может быть связана с особенностями питания (например, отсутствием в пище растительных жиров) либо обусловлена различными заболеваниями, например, печени, поджелудочной железы и др.
Фармакокинетика.
Из ЖКТ всасывается примерно 50% введенной дозы, максимальный уровень в крови создается через 4 часа. Для абсорбции необходимо наличие желчных кислот, жиров, нормальной функции поджелудочной железы. В процессе всасывания образует комплекс с липопротеидами, являющимися внутриклеточными переносчиками витамина Е. Поступает, главным образом, в лимфу, затем — в общий кровоток, где связывается в основном с альфа1 и бета-липо-протеидами, частично с сывороточным альбумином. При наруше-нии обмена белков транспорт затрудняется. Депонируется во всех органах и тканях, особенно в жировой ткани. Подвергается метаболизму в печени до производных, имеющих хиноновую структуру (некоторые из них обладают витаминной активностью). Выводится с желчью (свыше 90%) и мочой (около 6%) в неизмененном виде и в виде метаболитов.
Проникает через плаценту в недостаточных количествах: в кровь плода проникает 20 — 30% от концентрации в крови матери. Проникает в грудное молоко.

Производство токоферолов / витамина Е

Производство токоферолов / витамина Е.

Токоферолы, также известные как витамин Е, производятся из погонов дезодоратора (дистиллят дезодоратора), то есть из побочного продукта дезодорации пищевого масла. Имея обширный опыт работы в сфере переработки пищевого масла, мы предоставляем готовые установки для экстракции токоферолов / витамина Е на основе систем молекулярной дистилляции.

Витамин Е, благодаря его свойствам антиоксиданта является весьма востребованным товаром.

Мы используем многостадийный процесс экстракции токоферолов / витамина Е из дистиллята дезодоратора. Погоны дезодоратора состоят в основном из омыляемого и неомыляемого вещества. Первым этапом экстракционной установки является процесс омыления, при котором все моно-, ди- и триглицериды обрабатываются кислотами, а обратные расщепления превращаются в свободные жирные кислоты, а сложные эфиры стерола превращаются в свободные стерины и жирные кислоты.

Вторая стадия представляет собой процесс стерилизации, при котором выход первой стадии растворяется в горячем растворителе, а затем охлаждается. Любые стерины, которые кристаллизуются из этого процесса, удаляются путем фильтрации. Третий этап — процесс этерификации, при котором все свободные жирные кислоты превращаются в метиловые эфиры. Четвертая стадия — это процесс дистилляции, при котором метиловые эфиры отгоняются из других материалов в установке дистилляции.

Пятая стадия экстракционной установки представляет собой процесс повторной дистилляции, при котором остаток с четвертой стадии повторно перегоняют в установке молекулярной дистилляции с получением дистиллята неочищенных смешанных токоферолов. Благодаря высокому вакууму мы проводим молекулярную дистилляцию при низких температурах, процесс разделения протекает за короткое время, и, кроме того, мы не используем никакие растворители. Полученный дистиллят можно продавать как таковой или повторно перегонять в молекулярных условиях, отделяя легкие и тяжелые фракции, получая тем самым серединную фракцию смешанных токоферолов, которые являются хорошим товаром. Легкая фракция и кубовый остаток содержат некоторые ценные токоферолы, и они перерабатываются для повторного использования, так как содержат незначительное количество токоферолов.

Шестая стадия — это процесс преобразования гомологов, в котором  гамма- и дельта-токоферолы преобразуются в альфа токоферолы. Седьмая стадия — это процесс дистилляции, при котором неочищенные альфа-токоферолы перегоняют в условиях молекулярной дистилляции для получения более высокой эффективности «средней фракции». Легкокипящие и остатки дополнительно перерабатываются на этой стадии, чтобы минимизировать потери любых следовых количеств токоферолов. Восьмой этап — это ацетилирование, при котором альфа-токоферолы превращаются в  ацетатные эфиры. Последней стадией является повторная перегонка ацетатных эфиров в молекулярной колонне.

Раствор α – токоферола ацетата в масле

Регистрационный номер: № ЛСР-008968/10 от 31.08.2010

Торговое название препарата: Альфа-токоферола ацетат

Международное непатентованное название или группировочное название: Витамин Е

Химическое название: 6-Ацетокси-2-метил-2-(4,8,12-триметил-тридецил)-хроман.

Лекарственная форма: раствор для приема внутрь в масле.

 

Состав:

Активное вещество:

Альфа-токоферола ацетат 50 г, 100 г или 300 г

Вспомогательное вещество:

Подсолнечника масло

(масло подсолнечное рафинированное) до 1 литра

 

Описание: Прозрачная маслянистая жидкость от светло-желтого до темно-желтого цвета без прогорклого запаха.

 

Фармакотерапевтическая группа: Витамин.

 

Код АТХ: А11НА03

 

Фармакологические свойства

Жирорастворимый витамин – антиоксидант. Способен связывать свободные радикалы и предохраняет клеточные мембраны тканей организма от перекисного окисления липидов, участвует в биосинтезе гемма и белков, пролиферации клеток, в тканевом дыхании и других важнейших процессах клеточного метаболизма.

 

Фармакокинетика

Абсорбция  из 12-перстной кишки (требует присутствия солей желчных кислот, жиров, нормальной функции поджелудочной железы) – 50-80 %. Связывается с бета-липопротеинами крови. При нарушении обмена белков транспорт затрудняется. ТСmax – 4 часа. Депонируется во всех органах и тканях, особенно в жировой  ткани. Проникает через плаценту в недостаточных количествах. Проникает в грудное молоко.

Метаболизируется в печени до производных, имеющих хиноновую структуру. Выводится с желчью – более 90 % (некоторое количество вновь всасывается и подвергается энтерогепатической циркуляции), почками – 6 % (в виде глюкуронидов  токоферониевой кислоты и ее гамма-лактона).

Выводится медленно, особенно у недоношенных  и новорожденных.

Показания к применению

Гиповитаминоз Е и повышенная потребность  организма в витамине Е (в том числе у новорожденных, детей младшего возраста при недостаточном поступлении витамина Е с пищей, в период беременности).

 

Противопоказания

Повышенная чувствительность к компонентам препарата, кардиосклероз, инфаркт миокарда.

 

С осторожностью

Гипопротромбинемия, повышенный риск тромбоэмболии, тяжелый атеросклероз коронарных артерий.

 

Побочное действие

Аллергические реакции.

 

Особые указания

Верхний допустимый уровень потребления – 300 мг/сут.

Токоферолы содержатся в зеленых частях растений, особенно в молодых ростках злаков, большие количества токоферолов обнаружены в растительных маслах (подсолнечном, хлопковом, кукурузном, арахисовом, соевом, облепиховом). Некоторое их количество содержится в мясе, жире, яйцах, молоке.

Следует иметь ввиду, что у новорожденных с низкой массой тела возможно возникновение гиповитаминоза Е в связи с низкой проницаемостью плаценты (в крови плода содержится лишь 20-30 % витамина Е от его концентрации в крови матери).

Диета с повышенным содержанием селена и серосодержащих аминокислот снижает потребность в витамине Е.

 

Форма выпуска

Раствор для приема внутрь в масле 50, 100, 300 мг/мл.

По 20, 25, 30 и 50 мл во флаконах темного стекла, укупоренных полиэтиленовыми пробками и навинчиваемыми крышками или крышками пластмассовыми с уплотнительными прокладками, или по 10, 15, 30 и 50 мл во флаконах стеклянных, укупоренных крышками-капельницами или винтовыми крышками с капельницами и без. Каждый флакон вместе с инструкцией по применению помещают в пачку из картона.

 

Условия хранения

В защищенном от света месте при температуре от 12 до 15 С.

Хранить в недоступном для детей месте.

 

Срок годности

2 года. Не применять по истечении срока годности, указанного на упаковке.

 

Условия отпуска

Без рецепта.

 

Производитель

ОАО «Фармацевтическая фабрика Санкт-Петербурга»,

193144, Санкт-Петербург, ул. Моисеенко 24-а,

Тел/факс: (812) 271-44-34

Витамин Е (токоферол) 400 мг №30 капсулы

Фармакокинетика: При приеме внутрь препарат Витамин Е хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта, абсорбция составляет 50%.

Витамин Е поступает в кровь в основном через лимфу, максимальная концентрация в сыворотке крови достигается через 4-8 часов после приема внутрь, а через 24 часа восстанавливается исходный уровень. Витамин Е связывается с альфа1- и бета-протеинами, частично с сывороточным альбумином. Витамин Е распределяется по всем тканям организма, преимущественно – по жировым. Распределение токоферолов по различным тканям определялось после приема внутрь α-токоферола ацетата, меченного атомами углерода 14С. Наибольшая активность наблюдалась в надпочечниках, высокая – в селезенке, легких, яичках и желудке, а низкая – в мозге. Важным фактором, оказывающим влияние на функцию и уровень токоферолов в крови, является содержание липидов. Липопротеиды играют важную роль в физиологическом функционировании токоферолов, выступая в качестве системы транспортировки.

Концентрация токоферола в сыворотке крови здорового человека колеблется от 6 до 14 мкг/л.

Концентрация в плазме не зависит от питания в данный момент, но сниженный уровень липидов в плазме – ниже 5 мкг/л, сохраняющийся на протяжении нескольких месяцев, может привести к появлению симптомов дефицита витамина Е. После применения высоких доз витамина Е его концентрации в плазме повышаются в течение 1-2 дней.

Альфа-токоферола ацетат подвергается метаболизму в печени до производных, имеющих хиноновую структуру (некоторые из них обладают витаминной активностью). Выводится с желчью (свыше 90 %) и мочой (около 6 %) в неизмененном виде и в виде метаболитов.

Проникает через плаценту в недостаточных количествах: в кровь плода проникает 20 – 30 % от концентрации в крови матери. Проникает в грудное молоко.

Фармакодинамика: Витамин Е оказывает антиоксидантное действие, участвует в биосинтезе гема и белков, пролиферации клеток, тканевом дыхании, других важнейших процессах тканевого метаболизма, снижает  повышенную проницаемость и ломкость  капилляров.

Необходим для развития и функционирования соединительной ткани, гладких  и скелетных мышц, а также для укрепления стенок кровеносных сосудов. Принимает участие  в метаболизме  нуклеиновых кислот  и простагландинов, клеточном дыхательном цикле, в синтезе арахидоновой кислоты. Стимулирует синтез белков и коллагена; нормализует репродуктивную функцию.

Витамин Е являясь природным антиоксидантом, тормозит перекисное окисление липидов свободными радикалами. Активизирует фагоцитоз и предупреждает гемолиз эритроцитов. В больших дозах предотвращает агрегацию тромбоцитов.

Препарат тормозит окисление ненасыщенных жирных кислот и селена (компонент микросомальной системы переноса электронов), ингибирует синтез холестерина, тем самым, препятствуя развитию атеросклероза, дегенеративно-дистрофических изменений в сердечной мышце и скелетной мускулатуре.

 Показания к применению:

  • профилактика и лечение гиповитаминоза Е

В комплексной терапии при следующих состояниях:

  • в качестве поддерживающей терапии при гормональном лечении расстройств менструального цикла
  • дегенеративные и пролиферативные изменения позвоночника и крупных суставов
  • первичная и вторичная мышечная дистрофия, амиотрофический   боковой  склероз
  • атрофические процессы слизистой оболочки дыхательных путей и/или желудочно-кишечного тракта
  • нарушения питания, синдром мальабсорбции, алиментарная анемия; в качестве вспомогательной терапии при хроническом гепатите
  • гипофункция половых желез у мужчин (при мужском бесплодии в комбинации с витамином А)
  • фибропластическая индурация полового члена
  • баланит
  • крауроз вульвы
  • состояния реконвалесценции после перенесенных заболеваний

Способ применения и дозы: Принимают внутрь, капсулу глотают не разжевывая, запивая достаточным количеством воды.

При гиповитаминозе витамина Е назначают в течение 1 месяца:

  • капсулы 200 мг: взрослым по 1-2 капсулы в сутки.
  • капсулы 400 мг: взрослым по 1 капсуле в сутки.

Максимальная суточная доза 800-1000 мг.

При нарушениях менструального цикла (в качестве дополнения к гормональной терапии) назначают 300-400 мг через день последовательно, начиная с 17 дня цикла в течение 5 циклов.

При нарушениях менструального цикла у молодых девушек до начала гормональной терапии пробно назначается 100 мг 1-2 раза в день в течение 2-3 месяцев.

При   мышечной дистрофии, амиотрофическом   боковом  склерозе  –  по  2 капсулы (по 400 мг) 2 раза в день, курс лечения в течение 2-3 месяцев.

При синдром мальабсорбции, алиментарной анемии назначают по 300 мг в день в течение 10 дней.

При фибропластичекой индурации полового члена показано 300-400 мг в день в течение 4 недель, затем по 50 мг в день, в течение 4 месяцев.

При гипофункции половых желез у мужчин – ежедневно по 400 мг в течение 2-3  недель.

При неврастении и переутомлении рекомендуется прием 100 мг в день в течение 4 недель.

Детям с 12 лет и старше Витамин Е Зентива®  назначается по 100мг-200мг в сутки.

Длительность курса лечения определяется лечащим врачом.

Побочные действия:

Часто

  • диарея, тошнота, боли в животе, запор
  • головная боль, утомляемость, слабость

Возможны

  • аллергические реакции, бронхоспазм

Редко

  • креатинурия, повышение активности креатинкиназы, повышение уровня холестерина в сыворотке крови
  • тромбофлебиты, тромбоэмболия легких, венозный тромбоз 

 Противопоказания: 

  • повышенная чувствительность к компонентам препарата
  • детский возраст до 12 лет
  • острый инфаркт миокарда
  • гипотромбинемия

Лекарственные взаимодействия: Препараты железа увеличивают суточную потребность в витамине Е. Витамин Е в суточных дозах выше 400 МЕ может усилить действие антикоагулянтов.

Одновременный прием больших доз Витамина Е с препаратами железа, витамина К и/или антикоагулянтами увеличивает время свертывания крови.

Витамин Е при совместном приеме усиливает эффект глюкокортико-стероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, сердечных гликозидов. Повышает эффективность противоэпилептических средств у больных эпилепсией, у которых повышено содержание в крови продуктов перекисного окисления липидов.

Запасы витамина А в организме могут истощиться при применении высоких доз витамина Е.

В России планируется возродить собственное производство витаминов

В России необходимо возрождать массовое производство витаминно-минеральных комплексов (ВМК), потому что львиная их доля сегодня поставляется из-за рубежа. Помимо вопроса стоимости этой важнейшей группы товаров в данном случае речь идет об элементарной национальной безопасности.

Такое единодушное мнение высказали участники круглого стола «Инновационные подходы к повышению витаминной обеспеченности населения в рамках реализации национального проекта «Демография»: путь к активному долголетию», который состоялся в рамках 17-го Всероссийского конгресса диетологов и нутрицитиологов.

По словам научного руководителя «Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи» («ФИЦ питания и биотехнологии») Виктора Тутельяна, сегодня на страну надвигается настоящая «эпидемия» ожирения и дефицита микронутриентов. Отсутствие любого из них приводит к снижению адаптационных возможностей, устойчивости организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, бактериям, вирусам. В организм они могут поступать только с пищей, и если их мало или нет, человек становится уязвимым.

— Сейчас недостаток витаминов в организме людей очень выражен, — говорит ученый, — поэтому необходима программа витаминизации для всех групп населения. Это быстрый и эффективный, а главное доказанный путь к укреплению здоровья и активному долголетию. Проглотил таблетку — решил проблему нехватки витаминов и микроэлементов.

Как говорит директор «ФИЦ питания и биотехнологии» Дмитрий Никитюк, теоретически это можно сделать и без приема ВМК, но в таком случае организм выдаст негативную реакцию и очень быстро.

— Чтобы получить необходимое количество витаминов с пищевыми продуктами, нужно потреблять более 3,5 тысячи килокалорий ежесуточно, — привел он пример. — И это при норме потребления в две тысячи килокалорий для мужчин и еще меньше — для женщин. В результате это приведет к элементарному ожирению и целому спектру заболеваний. Избежать этого поможет только регулярный прием ВМК.

Недостаток витаминов может привести и негативным демографическим последствиям. Так, по словам директора НИИ урологии и интервенционной радиологии Олега Аполихина, сегодня изменились технологии производства животного белка. Так, например, вес птицы нагоняется за счет гормонов и антибиотиков. продукты питания все больше содержат стабилизаторов, добавок, чтобы продукты хранились дольше. В результате это негативно сказывается на качестве спермы, гораздо сильнее, чем экология. Вместе с отсутствием витаминов и минералов это существенно влияет на состояние продуктивного здоровья мужчины.

Насколько важны витамины для здоровья и результатов спортсменов, рассказал руководитель отдела медико-биологического обеспечения центра спорта и образования «Самбо-70» Василий Выборнов.

— Питание для спортсменов требует особого подхода, вплоть до разбивки по времени, — говорит он. — Одна рецептура для соревнований, другая для тренировок, третья для отдыха. И вопрос витаминизации стоит очень остро. Но пока мешает разрыв между теорией и практикой, небрежное отношение самих спортсменов к питанию, другие проблемы.

По мнению председателя совета директоров группы компаний «Биотэк» Бориса Шпигеля, чтобы исправить ситуацию, необходимо незамедлительно возродить витаминную промышленность, начиная с производства витаминных субстанций и подготовки высококвалифицированных специалистов-витаминологов.

К 1991 году страна была полностью ими обеспечена, но в течение последующих нескольких лет закрылись все заводы, якобы из-за вредных выбросов в окружающую среду. Сейчас данный вид продуктов выпускает фактически единственный завод в Йошкар-Оле — «Марбиофарм», входящий в группу компаний «Биотэк». Его особенность в том, что это предприятие полного технологического цикла: от производства субстанций до готовых лекарственных форм. Завод производит более 100 различных препаратов, многокомпонентные витаминно-минеральные комплексы с растительными антиоксидантами, отдельные комплексы, персонализированные с учетом видов деятельности — для спортсменов, военных, специальные продукты для обогащения блюд в больничных учреждениях.

Для придания импульса возрождения и развития отечественной витаминной промышленности необходимо принять закон, который бы регламентировал оборот ВМК и биологически активных добавок. В частности, он должен предусматривать персональный подход к каждому человеку, например, при диспансеризации требуется брать анализ на содержание тех или иных витаминов в крови человека. И если ему не хватает каких-либо, дефицит надо восполнять. Другой важной мерой является поддержка молодых ученых и специалистов как со стороны государства, так и со стороны бизнеса.

Ферментативное производство токотриенолов витамина Е в Saccharomyces cerevisiae при температурном контроле, вызванном холодовым шоком

Конструирование пути биосинтеза токотриенолов в дрожжах ) синтезируется из 4-гидроксифенилпирувата (4-HPP) при катализе 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD)

34 и геранилгеранилпирофосфата (GGPP), полученного по пути 2C-метил-D-эритритол-4-фосфата (MEP).GGPP переносится на HGA с помощью гомогентизатгеранилгеранилтрансферазы (HGGT) для синтеза 2-метил-6-геранилгеранилбензохинола (MGGBQ), который впоследствии превращается в токотриенолы посредством метилирования и/или циклизации. Метилтрансфераза MPBQ (MPBQMT) отвечает за катализ метилирования MGGBQ с образованием 2,3-диметил-5-геранилгеранилбензохинона (DMGGBQ), второе кольцо которого может быть замкнуто токоферолциклазой (TC) для синтеза γ-токотриенола. TC также может катализировать реакцию закрытия кольца на MGGBQ с образованием δ-токотриенола.γ-TMT дополнительно метилирует δ-токотриенол и γ-токотриенол с образованием β-токотриенола и α-токотриенола соответственно 35 .

Чтобы сконструировать полный путь биосинтеза токотриенолов в S. cerevisiae , путь эндогенного мевалоната (MVA), ведущий к образованию GGPP, и путь шикимата, генерирующий 4-HPP, должен быть расширен пятью экзогенными ферментами из фотосинтезирующих организмов, а именно HPPD, HGGT, MPBQMT, TC и γ-TMT (рис. 1а). Эти ферменты были впервые клонированы из Arabidopsis thaliana и экспрессированы в S.cerevisiae с использованием EGFP в качестве репортера. Флуоресценция была обнаружена для HPPD, MPBQMT, γ-TMT и оптимизированных по кодонам TC, что указывает на успешную экспрессию. Однако даже после оптимизации кодонов не удалось обнаружить сигнал флуоресценции для HGGT. В некоторых фотосинтезирующих организмах HGGT и гомогентизатфитилтрансфераза (HPT), катализирующие образование предшественника токоферола, являются изоферментами 11 . Дальнейшие попытки гетерологичной экспрессии HPT/HGGT из 12 растений (дополнительная таблица 1) не увенчались успехом как с оптимизацией кодонов, так и без нее, поэтому мы обратились к водорослям.Были клонированы ферменты, обладающие активностью HPT/HGGT в эукариотической водоросли Chlamydomonas reinhardtii и цианобактериях Synechocystis , и только кодон-оптимизированный HPT из Synechocystis sp. PCC6803 (SyHPT) был успешно экспрессирован. Таким образом были получены все гетерологичные ферменты, необходимые для сборки пути синтеза токотриенолов в дрожжах.

Рис. 1: Конструирование пути биосинтеза токотриенолов у S. cerevisiae .

a Предлагаемый путь синтеза токотриенолов в S. cerevisiae . Путь MVA, мевалонатный путь, 4-HPP 4-гидроксифенилпируват; HGA гомогентизиновая кислота, GGPP геранилгеранилпирофосфат, MGGBQ 2-метил-6-геранилгеранилбензохинол, DMGGBQ 2,3-диметил-5-геранилгеранилбензохинон, HPPD 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназа, SyHPT гомогентизатфитилтрансфераза, MPBQMT 2-метил-6-фитилбензохинолметилтрансфераза , TC токоферолциклаза, γ-TMT γ-токоферолметилтрансфераза. b Спектры ВЭЖХ штаммов S. cerevisiae , экспрессирующих гены гетерологичного пути. Время удерживания γ-токотриенола и β-токотриенола было одинаковым в используемых хроматографических условиях. Т3, токотриенол. 1. МГГБК; 2. ДМГГБК; 3. δ-Т3; 4. γ/β-Т3; 5. α-Т3. c ЖХ-МС анализ MGGBQ и DMGGBQ в режиме положительных ионов. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Функциональная экспрессия этих ферментов была подтверждена путем обнаружения соответствующих промежуточных продуктов метаболизма (рис.1б). Когда HPPD , непосредственно клонирован или оптимизирован CODON, был интегрирован в генома YS-01 (BY4741, δ Gal80, HMG1 :: THMG1 -P Gal10 -P GAL1 CrTE ) с модифицированной GAL системой регуляции 31 и усиленным путем MVA 36,37 , 10,2 мг/л и 11,1 мг/л HGA были обнаружены соответственно через 72 ч инкубации, демонстрируя функциональную экспрессию11 A 900 thaliana HPPD в S.cerevisiae . После добавления в среду 0,1% (масса/объем) тирозина титры HGA повышались до 30,1 мг/л и 37,3 мг/л соответственно. Когда кодон-оптимизированный SyHPT был интегрирован в геном YS-11 (YS-01, Δ HO ::P GAL1 HPPD ), пик с массами 419[M + N ] + и 395[MH] (рис. 1c), что соответствовало MGGBQ, синтезированному в сконструированной E. coli , экспрессирующей гетерологичные гены crtE , hpd и hpt. 38, что подтверждает функциональную экспрессию SyHPT в YS-12 (YS-11, Δ DPP1 ::P GAL1 SyHPT ).Для сравнения, когда генов HPT/HGGT из других фотосинтезирующих организмов были введены в YS-11 либо посредством геномной интеграции, либо посредством эписомной плазмиды с высоким числом копий (pESC-URA), MGGBQ не был обнаружен. Когда синтетический путь был дополнительно расширен за счет интеграции кодон-оптимизированного MPBQMT в геном YS-12, появился новый пик с массами 433[M + Na] + и 409[MH] , соответствующий В полученном штамме YS-13 был обнаружен DMGGBQ (YS-11, Δ DPP1 :: MPBQMT -P GAL10 -P GAL1 SyHHPT) (рис.1с). Последующее введение кодон-оптимизированного ТС привело к образованию δ-токотриенола и γ-токотриенола в полученном штамме YS-14 (YS-13, Δ GAL1-7 ::P GAL1 TC ) , как определено ЖХ-МС со ссылкой на коммерческие стандарты (дополнительный рисунок 1). Расширение пути путем введения второй метилтрансферазы, кодон-оптимизированной γ-TMT, успешно доставило α-токотриенол в YS-15 (YS-13, Δ GAL1-7 :: γ-TMT -P GAL10 -P GAL1 ТК ).После культивирования в среде YPD (с добавлением 0,1% Tyr) в течение 96 ч общий выход токотриенолов YS-15 достиг 313 мкг/г ДХВ, в том числе 67,6 мкг/г ДХВ δ-токотриенола, 172,9 мкг/г ДХВ γ /β-токотриенола и 72,3 мкг/г DCW α-токотриенола.

Идентификация и устранение стадий, ограничивающих скорость

На основе штамма YS-15 стадии, ограничивающие скорость, были идентифицированы путем сверхэкспрессии пяти экзогенных ферментов один за другим. При сверхэкспрессии SyHPT у штамма YS-2 (YS-15, GAL80 ::P GAL1 SyHPT ) выявлено значительное накопление MGGBQ, которое было примерно в 4 раза выше, чем у YS- 15.Однако сверхэкспрессия остальных четырех ферментов в YS-15 не приводила к очевидным изменениям соответствующих метаболитов, что может быть результатом ограниченного запаса MGGBQ, когда экспрессировалась только одна копия SyHPT . На фоне сверхэкспрессии SyHPT, MPBQMT, TC и γ-TMT сверхэкспрессировались по отдельности и в комбинациях, образуя штаммы YS-23 (YS-15, Δ GAL80 :: MPBQMT -P GAL10 -P GAL1 Syhpt ), YS-24 (YS-15, δ Gal80 :: TC -P Gal10 -PR GAL1 Syhpt ), YS-25 (YS-15, δ Gal80 :: γ-TMT -P Gal10 -P GAL1 SYHPT ), YS-234 (YS-23, δ TY4 :: P GAL1 TC TC ) и YS-2345 (YS-23, δ TY4 :: γ-TY4 -P Gal10 -P GAL1 TC ) (Рисунок.2). По сравнению с YS-2 накопление DMGGBQ в YS-23 было увеличено на 83%, но производство γ-токотриенола в YS-24 явно не улучшилось, тогда как выход δ-токотриенола вместо этого увеличился на 28%. Сходные профили продуктов YS-23 и YS-234 предполагают более важную роль метилтрансферазы MPBQMT в контроле потока по сравнению с циклазой, тогда как очевидное накопление MGGBQ указывает на то, что одной сверхэкспрессии MPBQMT недостаточно для устранения узкого места. Даже когда две метилтрансферазы и циклаза были сверхэкспрессированы вместе, производство токотриенолов в YS-2345 все еще не было значительно улучшено, при этом MGGBQ оставался основным метаболитом, что вызывает опасения, что эффективность биосинтеза могла быть ограничена низкой каталитической активностью YS-2345. А.thaliana ферменты. Поэтому эти ферменты также были клонированы из плодов E. guineensis , богатых токотриенолами, и цианобактерий Synechocystis sp. PCC6803, соответственно, и используется для построения пути в S. cerevisiae . Однако все они показали более низкую активность, чем у A. thaliana , даже после оптимизации кодонов (дополнительный рисунок 2).

Рис. 2: Профили продукции штаммов дрожжей с повышенной экспрессией различных комбинаций ферментов пути синтеза токотриенолов.

Столбцы разного цвета представляют разные штаммы, а горизонтальная ось показывает разные метаболиты в пути синтеза токотриенолов. Ферменты, сверхэкспрессированные с дополнительной копией гена в каждом штамме, обозначены знаком «+». Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Учитывая, что MPBQMT, TC и γ-TMT локализованы в хлоропластах растений 39,40 , присутствие транзитных пептидов может препятствовать их правильной экспрессии в S.cerevisiae . Поэтому мы предсказали транзитные пептиды для каждого фермента и создали укороченные белки на основе предсказанного сайта среза с высокой оценкой CS. Для MPBQMT был предсказан транзитный пептид хлоропласта длиной 51 а.о. Когда эту N-концевую последовательность вырезали, накопление DMGGBQ увеличивалось примерно в 9 раз. Для TC и γ-TMT, поскольку укорочение предсказанных транзитных пептидов (98 а.о. и 50 а.о. соответственно) приводило к потере активности, были протестированы четыре и две дополнительные N-концевые последовательности с относительно высокими показателями CS и различной длины соответственно.Удаление N-концевых последовательностей из 47 и 40 аминокислотных остатков ТС и γ-TMT привело к лучшим результатам с улучшением накопления соответствующих метаболитов на 56 и 67% соответственно (рис. 3а). Чтобы проверить, было ли улучшение активности этих ферментов результатом усиленной экспрессии белка или изменения клеточной локализации, анализировали влияние удаления транзитного пептида с использованием EGFP в качестве репортера. При лазерной конфокальной микроскопии изменений в локализации не наблюдалось (рис. 3b), тогда как интенсивность флуоресценции явно увеличивалась после удаления транзитных пептидов.Относительная интенсивность флуоресценции увеличивалась с увеличением длины укороченной последовательности до достижения пикового значения, а уровень экспрессии укороченных MPBQMT, TC и γ-TMT с наивысшей активностью увеличивался примерно на 103, 86 и 58% соответственно. (рис. 3в).

Рис. 3: Прогнозирование и удаление транзитного пептида хлоропластов в MPBQMT, TC и γ-TMT.

a Влияние удаления предполагаемых транзитных пептидов различной длины на соответствующие метаболиты MPBQMT, TC и γ-TMT. b Лазерная конфокальная микроскопия штаммов, экспрессирующих слитые белки EGFP и MPBQMT, TC и γ-TMT до и после удаления транзитного пептида. Имена без префикса относятся к полноразмерным белкам, тогда как имена с префиксом «t» относятся к укороченным. Испытания были повторены три раза независимо друг от друга с аналогичными результатами. c Изменения относительной интенсивности флуоресценции, деленные на OD 600 штаммов, экспрессирующих EGFP, слитый с MPBQMT, TC и γ-TMT, до и после усечения N-концевой последовательности различной длины.Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Заменив полноразмерные MPBQMT, TC и γ-TMT укороченными ферментами (а именно tMPBQMT, tTC и tTMT), мы сконструировали штамм YS-15C (YS-11, Δ DPP1 :: tMPBQMT -P Gal10 -PR -PR 9005 Gal1 Syhpt , δ Gal1-7 :: TTMT -PR Gal10 -PR GAL1 TTC ) с общей токотриенолами выход 680р.4 мкг/г DCW, что в 2,2 раза больше, чем у контрольного штамма YS-15. Для дальнейшего улучшения продукции токотриенолов мы сверхэкспрессировали ферменты, ограничивающие скорость, в YS-15C, генерируя YS-2C (YS-15C, Δ GAL80 ::P GAL1 SyHPT ), YS-23C (YS -15C, δ Gal80 :: TMPBQMT -P Gal10 -PAL10 -P GAL1 SYHPT ), YS-24C (YS-15C, δ Gal80 :: TTC — P Gal10 -PR -PR Gal1 SYHPT ), YS-245C (YS-2C, δ TY4 :: TTMT -P Gal10 -PR GAL1 tTC ) и YS-234C (YS-23C, Δ Ty4 ::P GAL1 tTC ) (рис.4). По сравнению с YS-15C, производство токотриенолов YS-2C было дополнительно улучшено в 1,5 раза, а накопление MGGBQ увеличилось примерно в 5 раз. Ожидалось, что сверхэкспрессия tMPBQMT ускорит превращение MGGBQ, однако это привело к снижению как биомассы, так и выхода токотриенолов YS-23C по сравнению с YS-2C. Сверхэкспрессия tTMT в YS-24 приводила к максимальному выходу α-токотриенола, который был на 96% выше, чем у YS-2C. Общий выход токотриенолов YS-245C был примерно в 8 раз выше, чем у исходного штамма YS-15, достигая 2.6 мг/г DCW, включая 423,5, 1477,9 и 677,4 мкг/г DCW δ-, γ/β- и α-токотриенола соответственно.

Рис. 4: Профили продукции штаммов со сверхэкспрессией укороченных ферментов, ограничивающих скорость.

Столбцы разного цвета представляют разные штаммы, а горизонтальная ось показывает разные метаболиты в пути синтеза токотриенолов. Ферменты, сверхэкспрессированные с дополнительной копией гена в каждом штамме, обозначены знаком «+». Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения.Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Улучшение снабжения прекурсорами

Достаточный запас прекурсоров необходим для эффективного биосинтеза. Улучшение продукции HGA за счет добавления экзогенного тирозина, который может обратимо генерировать 4-HPP с помощью тирозин-аминотрансферазы Aro8/Aro9 41 , предполагает нехватку предшественника из пути шикимата в сконструированных дрожжах (рис. 5b). Таким образом, эндогенный путь шикимата в YS-245C был усилен, чтобы избавиться от зависимости от экзогенного тирозина (рис.5а). Во-первых, эффект оптимизации пути шикимата был исследован в YS-11, где HPPD был введен для производства HGA. Нечувствительные к тирозину мутанты 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы (Aro4 K229L ) и хоризматмутазы (Aro7 G141S ) 42 вводили вместе с кодон-оптимизированным тирозин-нечувствительным дегидрогеназа (TyrC) из Zymomonas mobilis 43 для снятия ингибирования тирозина по типу обратной связи, а эндогенная транскетолаза (Tkl1) была сверхэкспрессирована для увеличения пула предшественника эритрозо-4-фосфата (E4P) 44 .Между тем, фенилпируватдекарбоксилаза (Aro10) была нокаутирована, чтобы заблокировать путь деградации ароматических аминокислот 45 . В результате титр HGA в YS-11 увеличился в 2,9 раза (рис. 5б). Затем оптимизированный путь шикимата вводили в дрожжи YS-245C, продуцирующие токотриенолы. Полученный штамм YS-M1 (YS-245C, δ ARO3 :: A RO 7 G141S -P Gal10 -PR GAL1 ARO4 K229L , Δ ARO10 :: TyrC -P GAL10 -P GAL1 TKL1 2 )6 мг/г DCW токотриенолов в отсутствие экзогенного тирозина, что в 1,4 раза больше, чем у YS-245C с экзогенно добавленным тирозином (рис. 6b).

Рис. 5: Расширение предложения прекурсоров для производства токотриенолов.

a Стратегия модификации пути шикимата и пути MVA для увеличения поступления прекурсоров. Гены со сверхэкспрессией выделены зеленым цветом, а нокаутированные — серым. PP Pathway пентозофосфатный путь, PEP фосфоенолпируват, E4P D-эритрозо-4-фосфат, DAHP 7P-2-дегидро-3-дезокси-D-арабино-гептонат, 4-HPP 4-гидрокси-фенилпируват, PPY фенилпируват, Tyr тирозин, Фефенилаланин, путь MVA, путь мевалоновой кислоты, HMG-CoA 3-гидрокси-3-метил-глутарил-CoA, FPP фарнезилпирофосфат, GGPP геранилгеранилдифосфат, IAA индол ацетальдегид, PAA фенилацетальдегид, 4-HPAA 4-гидроксифенилацетальдегид, транскетолаза Tkl1, Aro4 3-дезокси-D-арабиногептулозонат-7-фосфатсинтаза, хоризматмутаза Aro7, циклогексадиенилдегидрогеназа Tyr1/TyrC, фенилпируватдекарбоксилаза Aro10, тирозинаминотрансфераза Aro8/Aro9, укороченная 3-гидрокси-3-метилглутарилредуктаза tHMG1, CrtE геранилгеранил дифосфатсинтаза. b Влияние поэтапной оптимизации пути шикимата на накопление HGA в YS-11. YS-11+Tyr означает YS-11, культивируемый с экзогенным добавлением тирозина. Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Рис. 6: Комплексная оптимизация пути и периодическая ферментация с подпиткой.

a Влияние сверхэкспрессии tMPBQMT под разными промоторами и сверхэкспрессии SAM2 на выход δ-токотриенола и γ-токотриенола.В YS-M4 tMPBQMT экспрессировался под P GAL10 . В YS-M5 tMPBQMT был сверхэкспрессирован под P IDI1 , а SAM2 был сверхэкспрессирован под P GAL1 . b Выход и состав токотриенолов в сконструированных штаммах дрожжей после пошаговой оптимизации пути. c Динамика роста клеток, производства токотриенолов и потребления источников углерода во время периодической ферментации токотриенолов с подпиткой с помощью YS-M5(+). d Композиция токотриенолов, образующихся в конце ферментации YS-M5(+). Т3, токотриенол. Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Что касается поставки другого ключевого предшественника GGPP из пути MVA, то хорошо известные этапы ограничения скорости были усилены за счет сверхэкспрессии tHMG1 и введения CrtE из Xanthophyllomyces dendrorhous во все вышеуказанные штаммы.Для дальнейшего усиления поступления GGPP с целью восстановления баланса потоков после соответствующего усиления пути шикимата и пути синтеза гетерологичных токотриенолов в YS-M1, YPL062W был удален для увеличения пула цитозольного ацетил-КоА 46 , и положительные мутант CrtE (CrtE03M), ранее полученный путем направленной эволюции 47 (рис. 5а), конструирующий YS-M3 (YS-M1, Δ YPL062W ::P GAL10 CrtE03M M M).По сравнению с YS-245C, общая продукция токотриенолов YS-M3 удвоилась после конструирования путей предшественников, достигнув 5,20 мг/г DCW, включая 1,6, 2,7 и 0,8 мг/г DCW δ-, γ/β- и α-токотриенол соответственно (рис. 6b).

Комплексная оптимизация пути

После усиления путей предшественников накопление промежуточных соединений в пути синтеза токотриенолов значительно увеличилось. Учитывая относительно высокое накопление MGGBQ и DMGGBQ в YS-M3, tTC и tTMT дополнительно экспрессировались, чтобы направить метаболический поток в сторону образования токотриенолов.В полученном штамме YS-M4 (YS-M3, Δ LPP1 :: tTMT -P GAL10 -P GAL1 tTC ) его предшественники были почти деплетированы (GBQQMG tTC ). Дополнительный рисунок 3), δ-токотриенол заметно увеличился до 3,9 мг / г DCW, а общее количество токотриенолов увеличилось до 7,5 мг / г DCW (рис. 6b).

Для улучшения синтеза метилированных изомеров токотриенола необходимо усилить каталитическую способность метилтрансфераз.Учитывая, что сверхэкспрессия tMPBQMT под действием P GAL10 в YS-2C приводила к снижению биомассы, что указывает на чрезмерную метаболическую нагрузку (рис. 4), мы протестировали пять конститутивных промоторов с разной силой: P TEF1 , P ACT1. , P IDI1 , P ERG9 и P BTS1 , чтобы найти промоутер с подходящей силой для сверхэкспрессии tMPBQMT. Было обнаружено, что наиболее подходящим промотором является P IDI1 средней силы, с выходом γ/β-токотриенола на 12% выше и на 15% ниже δ-токотриенола по сравнению с YS-M4 (рис.6а), и не затрагивая биомассу. Эффективность переноса метила определяется не только активностью метилтрансферазы, но также зависит от достаточного поступления S-аденозил-L-метионина (SAM) в качестве донора метила 48,49 . Сообщалось, что сверхэкспрессия SAM-синтетазы SAM2 значительно увеличивает накопление SAM в S. cerevisiae 50,51 . Когда мы сверхэкспрессировали SAM2 в YS-M4, выходы γ/β-токотриенола и α-токотриенола увеличились на 10 и 20% соответственно (рис.6а). Перевенные TMPBQMT под P IDI 9005 и SAM2 и SAM2 и MAIL1 GAL1 в YS-M4, полученный штамм YS-M5 (YS-M4, δ YPL062W :: P GAL1 SAM2 , Δ Ty4 ::P IDI1 -tMPBQMT) производил 7,60 мг/г DCW общих токотриенолов, в том числе 3,2, 3,4 и 1,0 мг β-γ/г DCW β-γ/г DCW и α-токотриенол соответственно (рис. 6b).

После комплементации ауксотрофных маркеров в YS-M5 для получения прототрофного гаплоидного штамма YS-M5(+) ферментацию с подпиткой проводили в 5-литровом биореакторе с подачей глюкозы на стадии роста клеток и подачей этанола на стадии накопления продукта.Однако штамм рос медленно, а логарифмический период роста был коротким, что свидетельствует о высоком метаболическом стрессе. Наконец, максимальная биомасса составляла всего 100 OD 600 , а титр токотриенолов составлял 176,7 мг / л (рис. 6c, d).

Разработка системы контроля температуры, активируемой холодовым шоком

Для достижения высокой плотности ферментации токотриенолов было принято температурно-зависимое регулирование, обеспечивающее двухстадийную ферментацию. Gal4 дикого типа был нокаутирован из YS-M5, а ранее созданный термочувствительный мутант Gal4 Gal4M9 32 был введен под контроль P ACT1 , генерирующий штамм YS-M5T1 (YS-M5, ΔG AL 4:: HIS3 , Δ GAL80 ::P ACT1 GAL4M9 ).Как и ожидалось, во встряхиваемых культурах YS-M5T1 со сдвигом температуры наблюдалось разделение стадии роста и стадии продукции токотриенолов, и была достигнута более высокая биомасса, но выход токотриенолов был очень низким, всего 16% от YS-M5. (рис. 7б). Низкое производство токотриенолов в системе контроля температуры на основе Gal4M9 может быть приписано низкой активности Gal4M9 в результате компромисса между активностью и температурной чувствительностью во время направленной эволюции 32 .Поэтому мы попытались восполнить потерю активности, экспрессируя Gal4M9 под сильным промотором (P PGK1 ), сконструировав штамм YS-M5T2 (YS-M5, ΔG AL 4:: HIS3 , Δ ). GAL80 ::P PGK1 GAL4M9 ). Выход токотриенолов увеличился на 77% по сравнению с YS-M5T1, но биомасса уменьшилась на 29%. Кроме того, наблюдалась явная утечка экспрессии GAL4M9 при 30 °C, а выход токотриенолов составлял всего 28% от выхода YS-M5 (рис.7б).

Рис. 7: Конструкция системы контроля температуры, инициируемой холодовым шоком, для S. cerevisiae .

a Разработка системы терморегуляции холодового шока на основе Gal4M9 и Gal4 дикого типа. После делеции GAL80 Gal4M9, управляемый P GAL4 , экспрессируется при истощении запасов глюкозы, и его активность контролируется температурой. При изменении температуры от 30 до 24 °C активированный Gal4M9 включает экспрессию Gal4 дикого типа под контролем ослабленного P GAL1 -3, а накопленный Gal4 активирует экспрессию P GAL — управляемые гены, включая собственный кодирующий ген.Даже когда температура возвращается к 30 °C после холодового шока, путь может оставаться активированным в присутствии достаточного количества Gal4. b Выход биомассы и токотриенолов YS-M5 при регулировании различных систем контроля температуры в культурах во встряхиваемых колбах. Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Чтобы воспользоваться преимуществами контроля температуры и в то же время избежать неблагоприятного воздействия ограниченной активности Gal4M9 на производство токотриенолов, мы переработали систему контроля температуры, введя дополнительный уровень регулирования для пути биосинтеза, управляемого P GAL (рис. .7а). Gal4 дикого типа был помещен под контроль P GAL1 , который мог быть включен только Gal4M9, управляемым P GAL4 . При истощении глюкозы в культуральной среде P GAL4 инициирует экспрессию чувствительного к температуре Gal4M9, который активирует экспрессию P GAL1 , управляемого Gal4, при изменении температуры до 24 °C. Накопленный Gal4 может запустить экспрессию генов, управляемых P GAL , включая его собственный кодирующий ген.Таким образом, кратковременной инкубации при 24 °C будет достаточно, чтобы включить целевой синтетический путь. Принимая во внимание, что накопление Gal4 под сильным промотором GAL может стать чрезмерным в этой системе усиления сигнала, что ухудшит рост клеток 52,53 , была исследована подходящая сила промотора для надлежащего контроля количества Gal4. Чтобы ослабить P GAL1 при сохранении его реакции на связывание Gal4, были созданы укороченные варианты P GAL1 путем изменения количества сайтов связывания Gal4 в UAS G , что привело к образованию P GAL1 -9 с 3 сайта и P GAL1 -3 с 2 сайтами 54 .Исследование промоторов в продуцирующих ликопин дрожжах Ylyc-TS0 32 завершено P GAL1 -3 как промоторов с подходящей силой для контроля экспрессии Gal4, и было обнаружено, что 5 часов инкубации при 24 °C достаточно для достижения температуры. контроль (дополнительное примечание 1).

Внедрение системы контроля температуры, запускаемой холодовым шоком, в высокопродуцирующий токотриенолы штамм YS-M5, генерирующий штамм YS-M5GP3 (YS-M5, Δ GAL4 :: HIS3 , Δ DPP1 :: P GAL1 -3 GAL4 , Δ GAL80 ::P GAL4 GAL4M9 ).Выход токотриенолов YS-M5GP3 во встряхиваемых культурах достигал 5,2 мг/г DCW, что было в 3,4 раза выше, чем у YS-M5T1, непосредственно контролируемого Gal4M9, а биомасса YS-M5GP3 была выше, чем у глюкозо- регулируемый YS-M5 и аналогичный YS-M5T1 (рис. 7b). Эти результаты продемонстрировали, что переработанная система контроля температуры была эффективна для облегчения метаболической нагрузки штамма, продуцирующего токотриенолы, и в то же время была более эффективной, чем исходная система, реагирующая на температуру.

Ферментация высокой плотности с регулируемой температурой

Для периодической ферментации с подпиткой штамм YS-M5GP3(+) был сконструирован путем дополнения ауксотрофных маркеров в YS-M5GP3. В начале ферментации штамм быстро рос при 30 °C, практически не производилось токотриенолов. Когда штамм вошел в средне-позднелогарифмическую фазу роста через 40 th ч, температуру культивирования изменили на 24 °C, чтобы активировать чувствительный к температуре Gal4M9, чтобы начать накопление Gal4 дикого типа.После 5-часового холодового шока температуру снова подняли до 30°С до окончания ферментации. На этой стадии токотриенолы накапливались за счет инициации экспрессии гена пути при связывании достаточного количества Gal4 с P GAL . Наконец, биомасса достигла 220 OD 600 , и после завершения ферментации через 150 ч было произведено 320 мг / л токотриенолов (рис. 8a, b). По сравнению с YS-M5(+) без температурного контроля, YS-M5GP3(+) произвел на 83% больше токотриенолов.

Рис. 8: Терморегулируемая ферментация токотриенолов высокой плотности с помощью YS-M5GP3(+).

a Динамика роста клеток, производства токотриенолов и потребления источников углерода во время терморегулируемой ферментации токотриенолов высокой плотности с помощью YS-M5GP3(+). Продолжительность холодового шока при 24 °С составляет от 40 до 45 ч. b Состав токотриенолов, образующихся в конце ферментации YS-M5GP3(+). T3 — это сокращение от токотриенола. c Уровни транскрипции GAL4/GAL4M9 , HPPD , SyHPT в YS-M5GP3(+) во время ферментации.Все представленные значения являются средними для трех биологических повторов, а планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Для мониторинга температурной реакции активатора транскрипции и генов пути уровни транскрипции GAL4/GAL4M9 , HPPD и SyHPT контролировали во время ферментации с помощью количественной ПЦР в реальном времени (рис. 8c). Уровень транскрипции GAL4/GAL4M9 оставался низким и оставался стабильным до холодового шока, исключая утечку экспрессии Gal4 при рестриктивной температуре, что продемонстрировало строгий контроль этой системы.После холодового шока уровень транскрипции GAL4/GAL4M9 начал постепенно увеличиваться и достиг максимума в 15 раз, что свидетельствует об успешном включении экспрессии Gal4, которое продолжалось даже после изменения температуры обратно на 30 °C. Как и ожидалось, после холодового шока также наблюдалась активация P GAL1 генов пути HPPD и SyHPT (в 24 и 39 раз соответственно).

(PDF) Биотехнологическое производство и применение витамина Е: текущее состояние и перспективы

Brigelius-lohe R, Kelly FJ, Salonen JK, Neuzil J, Zingg JM, Azzi A

(2002) Европейский взгляд на витамин E: текущие знания

и будущие исследования.Am J Clin Nutr 76:703–716

Brown DJ, Goodman J (1998) Обзор витаминов A, C и E и их связи с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Clin Excell Nurse

Pract 2:10–22

Buring JE, Hennekens CH (1997) Антиоксидантные витамины и сердечно-сосудистые заболевания. Nutr Rev 55:S53–S60

Burton GW, Traber MG, Acuff RV (1998) Плазма и ткани человека

Концентрации α-токоферола в ответ на добавление

дейтерированного природного и синтетического витамина Е.Am J Clin Nutr

67:669–684

Cahoon EB, Hall SH, Ripp KG, Ganzke TS, Hitz WD, Coughlan SJ

(2003) Метаболическая перестройка биосинтеза витамина E в растениях для

производства токотриенолов и увеличения содержание антиоксидантов. Nat

Biotechnol 21:1082–1087

Cheng Z, Sattler S, Maeda H, Sakuragi Y, Bryant DA, DellaPenna

D (2003) Сильно отличающиеся метилтрансферазы катализируют реакцию синтеза кон-

инпластохинола и синтеза токоферона

цианобактерии и фотосинтезирующие эукариоты.Plant Cell 15:

2343–2356

Chow CK (2001) Витамин E. В: Rucker RB, Suttie JW, McCormick

DB, Machlin LJ (eds) Handbook of Vitamins, 3rd edn. Marcel

Dekker, New York, pp 165–197

Clement M, Bourre JM (1997) Ступенчатые уровни RRR-gamma-

токоферола в рационе вызывают заметное увеличение концентрации

альфа-токоферола и гамма-токоферола в нервных тканях,

сердце, печень и мышцы крыс с дефицитом витамина Е.Biochim

Biophys Acta 1334:173–178

Collakova E, DellaPenna D (2001) Выделение и функциональный анализ

гомогентизат-фитилтрансферазы из Synechocystis sp. PCC

6803 и арабидопсис. Plant Physiol 127:1113–1124

Collakova E, DellaPenna D (2003a) Активность гомогентизат-фитилтрансферазы

ограничивает биосинтез токоферола в арабидопсисе.

Plant Physiol 131:632–642

Collakova E, DellaPenna D (2003b) Роль гомогентизата

фитилтрансферазы и других ферментов пути токоферола в

регуляции биосинтеза токоферола во время абиотического стресса.

Plant Physiol 133:930–940

Cooney RW, France AA, Harwood PJ, Hatch-Pigott V, Custer LJ,

Mordan LJ (1993) Детоксикация азота γ-токоферолом

диоксид: превосходство α-токоферола . Proc Natl Acad Sci USA

90:1771–1775

Delpeuch F, Joseph A, Cavelier C (1975) Потребление и питательный вклад синих водорослей (Oscillatoria platensis)

среди некоторых популяций Канема (Чад) ). Ann Nutr Aliment

29:497–516

d’Harlingue A, Camara B (1985) Пластидные ферменты биосинтеза терпеноидов

.J Biol Chem 260:15200–15203

Dietrich D, Hoeger S (2005) Ориентировочные значения микроцистинов в воде

и пищевых добавках, содержащих цианобактерии (добавки из сине-зеленых водорослей

): разумный или ошибочный подход? Toxicol

Appl Pharmacol 203:273–289

Edwards H (2001) Витамин Е: важный антиоксидант в коже?

Ретин Растворимый в липидах Vitam Clin Pract 17(2):43–47

Evans HM, Bishop KS (1922) О существовании до сих пор не признанного диетического фактора, необходимого для размножения.Science

56:650–651

Furuya T, Yoshikawa T, Kimura T, Kaneko H (1987) Производство токоферолов

культурой клеток сафлора. Phytochem 26:2741–

2747

Graßes T, Grimm B, Koroleva O, Jahns P (2001) Потеря коферола α-to-

в растениях табака со сниженной активностью геранилгеранилредуктазы не изменяет фотосинтез в оптимальные условия роста

, но повышает чувствительность к световому стрессу.

Planta 213:620–628

Грусак М.А., ДеллаПенна Д. (1999) Улучшение состава питательных веществ растений для улучшения питания и здоровья человека.Annu Rev

Plant Physiol Plant Mol Biol 50:133–161

Hofius D, Sonnewald U (2003) Биосинтез витамина Е: биохимия

встречается с клеточной биологией. Trends Plant Sci 8:6–8

Объединенная комиссия IUPAC-IUP по биохимической номенклатуре (JCBN)

(1982) Номенклатура токоферолов и родственных соединений.

Рекомендации 1981. Eur J Biochem 123:473–475

Карунанандаа Б., Ци К., Хао М., Басзис С., Дженсен П., Вонг Ю-Х.Х.,

Цзян Дж., Венкатрамеш М., Груйс К.Дж., Мошири Ф., Пост —

Beittenmiller D, Weiss JD, Valentin HE (2005) Метаболически

генно-инженерные масличные культуры с повышенным содержанием токоферола семян.Metab

Eng (в печати)

Keller P, Bouvier F, d’Harlingue A, Camara B (1998) Metabolic

разделение биосинтеза пластидных пренилипидов. Доказательства

участия многофункциональной геранилгеранилредуктазы

. Eur J Biochem 251:413–417

Kim D, Filtz MR, Proteau PJ (2004) Путь метилэритритолфосфата

способствует биосинтезу каротиноидов, но не фитола в

Euglena gracilis. J Nat Prod 67:1067–1069

Millis JR, Saucy GG, Maurina-Brunker J, McMullin TW, Hyatt JA

(1999) Метод производства витаминов.Европейская патентная заявка-

, EP1095001A4

Mino M, Tamai H, Yasuda K, Yamada C, Igarashi O, Hayashi M,

Hirahara F, Katsui G, Kijima S (1988) Биопотенции аналогов токофола

er as определяли гемолизом, индуцированным диалуровой кислотой, у

крыс. Bitamin 62:241–246

Motohashi R, Ito T, Kobayashi M, Taji T, Nagata N, Asami T,

Yoshida S, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K (2003) Функциональный анализ 37 Поли-

мембраны внутренней оболочки кДа в биогенезе хлоропластов с использованием бледно-зеленого мутанта Arabidopsis

с Ds-меткой.Plant J 34:719–731

Munné-Bosch S, Alegre L (2002) Функция токоферолов и

токотриенолов в растениях. Crit Rev Plant Sci 21:31–57

Норрис С., Линкольн К., Абад М., Скотт М., Эйлерс Р., Харцуйкер К.,

Киндл К., Хиршберг Дж., Карунанандаа Б., Мошири Ф., Стейн Д.С.,

Валентин Х.Е. , Venkatesh TV (2004) Биосинтез токоферола

родственные гены и их использование. Международная патентная заявка

WO 2004013312 A2

Provencher LM, Miao L, Sinha N, Lucas WJ (2001) Экспорт сахарозы

дефект1 кодирует новый белок, участвующий в передаче сигналов от хлоропласта к ядру

.Plant Cell 13:1127–1141

Qi Q, Hao M, Ng W, Slater SC, Baszis SR, Weiss JD, Valentin HE

(2005) Применение промотора Synechococcus nirA к

создание индуцируемой системы экспрессии для инженерии токофероловый путь

Synechocystis. Appl Environ Microbiol (в прессе

)

Qureshi N, Qureshi AA (1993) Токотриенолы: новые гипохолестеринемические

олеминовые агенты с антиоксидантными свойствами. В: Packer L, Fuchs J

(ред.) Витамин Е в норме и болезни.Марсель Деккер, Нью-Йорк,

стр. 247–267

Куреши А.А., Брэдлоу Б.А., Брейс Л., Манганелло Дж., Петерсон Д.М.,

Пирс Б.С., Райт Дж.Дж.К., Гапор А., Элсон К.Э. при введении токотриенолов.

Lipids 30:1171

–1177

Rimbach G, Minihane AM, Majewicz J, Fischer A, Pallauf J, Virgli F,

Weinberg PD (2002) Регуляция клеточной сигнализации витамином E.

Pro

61:415–425

Rippert P, Scimemi C, Dubald M, Matringe M (2004) Engineering

путь растений к шикимате для производства токотриенола и им-

, подтверждающий устойчивость к гербицидам.Plant Physiol 134:92–100

Rohmer M (2003) Мевалонат-независимый метилэритритолфосфатный путь биосинтеза изопреноидов. Разъяснение и распространение

. Pure Appl Chem 75:375–387

Рощин В., Фрагина А., Соловьев В. (1986) Полипренолы и то-

коферолы из хвои Picea abies (L.). Karst Rast Resur

22:530–537

Sanders SK, Morgan JB, Wulf DM, Tatum JD, Williams SN, Smith

GC (1997) Добавление витамина Е для крупного рогатого скота и срок годности

говядины для японцев рынок.J Anim Sci 75:2634–2640

Sattler SE, Cahoon EB, Coughlan SJ, DellaPenna D (2003) Char-

актеризация токоферолциклаз из высших растений и cy-

анобактерий. Эволюционные последствия для синтеза токоферола

и функции. Plant Physiol 132:2184–2195

443

Различные формы витамина Е

Витамин Е был пятым витамином (жирорастворимым), открытым в 1922 году, когда исследователи Герберт Маклин Эванс и Кэтрин С.Бишоп обнаружил, что диетический дефицит у лабораторных крыс вызывает бесплодие. После кормления животных зародышами пшеницы крысы смогли забеременеть. Из зародышей пшеницы выделено спиртовое вещество и определена формула С29Н50О2. Название «токоферол» произошло от греческих слов tos (рождение ребенка) и phero (рождать) и химического обозначения спирта (ol). Дальнейшие исследования продолжались, и в 1936 году Эванс выделил альфа-токоферол. Витамин Е был впервые предложен в качестве антиоксиданта в 1945 году.В 1968 году было предложено использовать витамин Е в качестве антиоксиданта для защиты клеточных липидов от свободных радикалов. Данные исследований были использованы для установления начальной рекомендуемой диетической нормы (RDA) 1968 года для витамина Е на уровне 30 МЕ.

Что такое (есть) витамин Е?

Витамин Е представляет собой жирорастворимое фенольное клеточное антиоксидантное соединение, получаемое из растительных источников в рационе. Витамин Е не является единственным веществом. Это собирательный термин для семейства из восьми гомологов (стереоизомеров) молекул, которые естественным образом синтезируются растениями из гомогентизиновой кислоты.Это ряд органических соединений, состоящих из различных метилированных фенолов. Все восемь являются производными 6-хроманола (хроманольное кольцо с гидроксильной группой спирта), различаясь между собой количеством и положением метильных групп и 12-углеродной алифатической боковой цепью. Соединения могут действовать как антиоксиданты, отдавая атом водорода для уменьшения свободных радикалов, и имеют гидрофобную боковую цепь, которая позволяет проникать в биологические мембраны.

Восемь гомологов делятся на две группы: токоферолы и токотриенолы.И токоферолы, и токотриенолы имеют по четыре гомолога: альфа, бета, гамма и дельта. Различия заключаются в боковых цепях: гомологи токоферолов являются насыщенными, а токотриенолы ненасыщенными (содержат три двойные связи). Каждая форма имеет немного различную биологическую активность. Все эти различные производные с активностью витамина Е технически называются «витамином Е».

Исторически сложилось так, что только один из этих восьми оказался наиболее питательным, форма изомера d-альфа-токоферола.Это то, что обычно называют витамином Е на этикетках пищевых продуктов/добавок, а также единственная форма, которая может упоминаться как RDA для витамина Е. Альфа-токоферолы встречаются в природе в форме d-изомера, который более активен, чем синтетический рацемическая форма dl-изомера.Альфа-форма токоферола первоначально была обозначена как d-альфа-токоферол на основании ее оптической активности.Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) в настоящее время выступает за использование R&S системы обозначения стереоизомеров, вместо нынешних префиксов d- и l-, но этого пока не произошло.

Форма альфа-токоферола составляет 90 процентов токоферола, обнаруженного в организме человека, с наибольшим количеством в крови и тканях. Нормальная плазма крови состоит из 83% d-альфа-токоферола и 13% d-гамма-токоферола. Было обнаружено, что длительный прием только добавки витамина Е с d-альфа-токоферолом приводит к снижению уровня d-гамма-токоферола в плазме крови на 30-50 процентов. В результате некоторые исследователи теперь рекомендуют тем, кто заинтересован в приеме добавок с витамином Е, выбирать добавки со смешанными токоферолами.

Типы витамина Е

Витамин Е и другие смешанные токоферолы выделяют из дистиллята растительного масла (VOD) и концентрируют, чтобы содержать d-альфа, d-бета, d-гамма и d-дельта токоферолы. Токоферолы также содержатся в растительных маслах, а также в зернах, семенах и орехах. Они естественным образом защищают жиры и масла от окисления.

Витамин Е содержится в различных продуктах, включая масла, мясо, яйца и листовые овощи.

Имеющиеся в продаже источники витамина Е можно разделить на несколько отдельных категорий или типов:

Натуральный витамин Е

Это то, что большинство людей называют витамином Е; представляет собой неэтерифицированную форму, называемую d-альфа-токоферолом, спиртом, встречающимся в природе в виде единственного стереоизомера.Они поступают из растительных масел (преимущественно соевого) и подсолнечного масла.

Полусинтетика, сложные эфиры

Производители обычно превращают фенольную форму витамина (со свободной гидроксильной группой) в сложные эфиры с использованием уксусной или янтарной кислоты. Сложный эфир представляет собой соль, образованную карбоновой кислотой [-C(OH)=O] и спиртом [-OH] (токоферол представляет собой спирт). Эти сложные эфиры токоферола (например, альфа-токоферилацетат, токоферилсукцинат, токоферилникотинат, токофериллинолят, альфа-токоферилфосфаты и т.) более стабильны (сложные эфиры менее подвержены окислению) при хранении, поскольку в своей этерифицированной форме они не действуют как антиоксидант. Эти эфирные формы деэстерифицируются в кишечнике (под действием фермента эстеразы), а затем всасываются в виде свободного токоферола. Несколько исследований показывают, что скорость всасывания этих форм эфиров токоферола и свободного токоферола имеют одинаковую биодоступность.

Синтетический витамин Е

Синтетическая форма витамина Е, dl-альфа-токоферол, производится путем сочетания триметилгидрохинона (восстановленный бензохинон) с изофитолом (ациклическим терпеноидом).Синтетический витамин Е представляет собой рацемическую смесь, содержащую все восемь изомеров альфа-токоферола (все рацемические) примерно в равных количествах, поэтому он обладает примерно половиной биологической активности природного витамина Е.

Фракционированные формы

Наиболее распространенными фракционированными формами являются: натуральные смешанные токоферолы и с высоким содержанием d-гамма-токоферола.

Альфа-токоферол

Современная литература предполагает, что основная роль витамина Е в организме заключается в том, чтобы функционировать в качестве основного липидного антиоксиданта для свободных радикалов, образующихся в результате нормального клеточного метаболизма.1 Свободные радикалы разрушают клеточную мембрану и другие компоненты организма. Витамин Е действует как антиоксидант (молекула, способная ингибировать окисление других молекул), что затем делает свободные радикалы нереактивными и, таким образом, не повреждающими. Фенольное соединение витамина Е отдает водород (из гидроксильной (-ОН) группы в кольцевой структуре) и само также становится относительно нереакционноспособным свободным радикалом. Другие антиоксиданты, такие как витамин С, способны восстанавливать антиоксидантную способность альфа-токоферола.

Кроме того, альфа-токоферол также защищает жиры в липопротеинах низкой плотности (ЛПНП) от окисления.2 Окисленные ЛПНП участвуют в развитии сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ).

Несколько исследований установили, что добавка витамина Е помогает предотвратить или лечить различные хронические заболевания, в том числе: старение, артрит, рак, сердечно-сосудистые заболевания, катаракту, деменцию (нарушение когнитивной функции), иммунную функцию, гиперагрегацию тромбоцитов (снижение) , производство простагландинов (уменьшение) и размножение.3

В коммерческих целях витамин Е также используется в качестве антиоксиданта для защиты многих полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и масел (в массе и в готовом продукте) от окисления.

Гамма-токоферол

Гамма-токоферол на самом деле является основной формой витамина Е, поступающего в организм с пищей в США. Он не так известен, как альфа-токоферол. Функция гамма-токоферола не совсем ясна, но обе формы (альфа и гамма) являются мощными антиоксидантами. Ранее предполагалось, что гамма-токоферол не важен, потому что в организме концентрация альфа-токоферола гораздо ниже.Уровни гамма-токоферола в сыворотке крови обычно в 10 раз ниже, чем уровни альфа-токоферола.

Недавние исследования показывают, что гамма-токоферол обладает свойствами, которые могут быть важны для здоровья человека и не присущи альфа-токоферолу. Гамма-токоферол, по-видимому, улавливает другой тип свободных радикалов (липофильные электрофилы, такие как реактивные формы оксида азота [RNOS]), которые могут повреждать белки, липиды и ДНК. Кроме того, гамма-токоферол может ингибировать активность циклооксигеназы, оказывая противовоспалительное действие. характеристики.А исследования показали, что концентрация гамма-токоферола в плазме обратно пропорциональна заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями и раком предстательной железы.5,6 Необходимо провести дополнительные исследования.

Токотриенолы

Было проведено больше исследований токотриенолов, указывающих на то, что они могут оказывать значительное антиоксидантное и противораковое действие. Токотриенолы (в частности, гамма-токотриенол), по-видимому, действуют на специфический фермент, называемый 3-гидрокси-3-метилглутарил-коэнзим А-редуктазой (ГМГ-КоА), участвующий в выработке холестерина в печени.Токотриенолы подавляют выработку этого фермента (аналогично тому, как это делают статины для снижения уровня холестерина), что может привести к уменьшению выработки холестерина клетками печени.7,8 Было сделано множество научных заявлений о пользе токотриенолов для здоровья. Необходимо провести дополнительные исследования.

Фармакокинетика витамина Е

  • Всасывание : Всасывание витамина Е у людей низкое. Будучи липидом, абсорбция из просвета кишечника зависит от секреции желчи и поджелудочной железы, образования мицелл, поглощения энтероцитами и секреции хиломикронов, а затем поступления в кровоток через лимфатическую систему.Всасывание происходит в срединном отделе тонкой кишки из просвета кишки. Все формы витамина Е (солюбилизированные, натуральные и синтетические) имеют одинаковую кишечную абсорбцию.
  • Распространение : Витамин Е является жирорастворимым и транспортируется в крови липопротеинами плазмы и эритроцитами. Он распределяется по всему телу и в основном накапливается в жировой (жировой) ткани и различных органах. Человеческое тело хранит около 40 мг/кг, а 77 процентов хранится в жировой ткани.Он транспортируется в печень, упаковывается в липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) и выводится обратно в кровоток.
  • Метаболизм : Альфа-токоферол окисляется до токофероксильного радикала, который может быть восстановлен обратно до неокисленной формы восстановителями, такими как витамин С. Дальнейшее окисление а-токофероксила приводит к образованию токоферилхинона. Токоферилхинон не превращается обратно в токоферол и в конечном итоге выводится из организма.
  • Выведение : Витамин Е выводится в основном с желчью, мочой, фекалиями и кожей.Но основным путем выведения проглоченного витамина Е является выведение с калом. Метаболиты витамина Е выводятся преимущественно почками. Это происходит, когда витамин окисляется и образует гидрохинон, а затем конъюгируется с образованием глюкуроната. После образования глюкуронат может выводиться с желчью или подвергаться дальнейшей деградации в почках и выводиться с мочой.
  • Дефицит : Дефицит витамина Е встречается редко, но его дефицит наблюдался у лиц с тяжелым недоеданием, генетическими дефектами, влияющими на белок-переносчик альфа-токоферола и нарушением всасывания жиров.Было подсчитано, что более 90 процентов американцев не соблюдают ежедневные рекомендации по потреблению витамина Е.
  • Измерение : Хотя этикетки пищевых добавок по-прежнему выражают измерения активности витамина Е в международных единицах (МЕ), в 1980 году они были изменены на новую единицу измерения, выраженную в виде эквивалента альфа-токоферола (ATE). Этот термин был введен для учета различий в биологической активности различных форм витамина Е. Важно отметить, что измерение МЕ дает лишь частичную информацию об истинном значении витамина Е в продукте.МЕ не сообщают нам, содержит ли продукт другие токоферолы, кроме альфа-токоферола, является ли альфа-токоферол натуральным или синтетическим, или альфа-токоферол этерифицирован. Для пищевых добавок заявленное значение IU основано только на содержании альфа-токоферола, другие токоферолы и токотриенолы имеют нулевое значение IU.
  • Преобразование : Единственная форма витамина Е, имеющая стандартную формулу преобразования миллиграммов в международные единицы, — это альфа-токоферол. Другие формы витамина Е не имеют формулы преобразования и поэтому должны быть указаны на этикетке только в миллиграммах.

Гипервитаминоз Е (токсичность)

Гипервитаминоз Е – это состояние отравления витамином Е. Токсичность витамина Е редко документируется у людей. Дозы до 1600 МЕ обычно вводили в исследованиях без наблюдаемых побочных эффектов. Токсичность может быть затруднена из-за больших различий в суточных уровнях витамина Е в крови. Особенно трудно добиться повышения уровня витамина Е в мышечной ткани, а также трудно достичь токсического уровня. Белок, связывающий токоферол, вероятно, контролирует количество витамина Е, которое может запасаться физиологически.Избыточное количество витамина, вероятно, выводится из организма. Связывающий белок может действительно выполнять защитную роль посредством этого механизма, но эта гипотеза нуждается в дальнейшем изучении.

 У взрослых, принимающих добавки альфа-токоферола менее 2000 мг/сут, было отмечено несколько побочных эффектов. Наиболее тревожной возможностью является нарушение свертываемости крови, что может увеличить вероятность кровотечения у некоторых людей. Совет по пищевым продуктам и питанию Института медицины (IOM) установил допустимый верхний уровень потребления (UL) для добавок альфа-токоферола на основе предотвращения кровотечения.Правление сочло, что 1000 мг альфа-токоферола в день в любой форме будет самой высокой дозой, которая вряд ли приведет к кровотечению почти у всех взрослых. Хотя в кровотоке остаются только некоторые изомеры альфа-токоферола, все формы абсорбируются и метаболизируются в печени. Обоснование того, что любая форма альфа-токоферола (натуральная или синтетическая) может всасываться и, следовательно, может быть потенциально вредной, является основанием для UL, который относится ко всем формам альфа-токоферола.

Некоторые врачи рекомендуют прекратить прием высоких доз витамина Е за месяц до плановой операции, чтобы снизить риск кровотечения.Недоношенные дети, по-видимому, особенно уязвимы к побочным эффектам добавок альфа-токоферола, которые следует использовать только под контролируемым наблюдением педиатра. Было обнаружено, что прием 400 МЕ/сут витамина Е ускоряет прогрессирование пигментного ретинита, который не связан с дефицитом витамина Е.

Лекарственные взаимодействия

Использование добавок витамина Е в дозах выше 800 МЕ может увеличить риск кровотечения у лиц, принимающих:

  • Антикоагулянты : такие как варфарин (Coumadin®) Гепарин или гепариноподобные препараты, включая далтепарин (Fragmin®), эноксапарин (Lovenox®) или тинзапарин (Innohep®).
  • Антитромбоцитарные препараты : такие как аспирин, клопидогрел (Plavix®), тиклопидин (Ticlid®), цилостазол (Pletal®) и дипиридамол (Persantine®).
  • Тромболитики : альтеплаза (Activase®), ретеплаза (Retavase®), стрептокиназа (Streptase®) и тенектеплаза (TNKase®).
  • Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) : такие как аспирин, ибупрофен (Motrin®, Advil®, Nuprin®), напроксен (Naprosyn®) или напроксен натрия (Aleve®, Anaprox® и Naprelan®), кетопрофен (Orudis®, Actron® и Oruvail®), индометацин (Indocin® и Indocin SR®) и др.

Препараты, которые могут снижать всасывание витамина Е, включают холестирамин, колестипол, изониазид, минеральное масло, орлистат, сукральфат, заменитель жира, олестру и блокатор жира Alli®.

Препараты, которые могут снижать уровень витамина Е в плазме, включают противосудорожные препараты, такие как фенобарбитал, фенитоин и карбамазепин.

Те, у кого дефицит витамина К, не должны принимать добавки альфа-токоферола без тщательного медицинского наблюдения из-за повышенного риска кровотечения.

Пациенты на почечном диализе, которым вводят инъекции железа, часто испытывают окислительный стресс». Это связано с тем, что железо является прооксидантом, что означает, что оно взаимодействует с молекулами кислорода таким образом, что это может привести к повреждению тканей. Этим неблагоприятным эффектам терапии препаратами железа можно противодействовать. путем добавления витамина Е.

Робин Кун, исполнительный вице-президент Best Formulations, имеет более чем 25-летний опыт работы в фармацевтике в области клинической фармации, управляемого медицинского обслуживания, а также в качестве руководителя сети розничных аптек, осуществляющей надзор за операциями.

Список литературы можно получить по электронной почте [email protected]

.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Биотехнологическое производство и применение витамина Е: современное состояние и перспективы

  • Ассоциация официальных химиков-аналитиков (1990) Правила номенклатуры витамина Е (972.31). Официальные методы анализа Ассоциации официальных химиков-аналитиков 109:8–15

  • Bramley PM, Elmadfa I, Kafatos A, Kelly FJ, Manios Y, Roxborough HE, Schuch W, Sheehy PJA, Wagner KH (2000) Vitamin Э.J Sci Food Agric 80:913–938

    Статья КАС Google ученый

  • Brigelius-lohe R, Kelly FJ, Salonen JK, Neuzil J, Zingg JM, Azzi A (2002) Европейский взгляд на витамин Е: современные знания и будущие исследования. Am J Clin Nutr 76: 703–716

    PubMed Google ученый

  • Браун Д.Дж., Гудман Дж. (1998) Обзор витаминов А, С и Е и их связи с сердечно-сосудистыми заболеваниями.Clin Excell Nurse Pract 2:10–22

    PubMed Google ученый

  • Buring JE, Hennekens CH (1997) Витамины-антиоксиданты и сердечно-сосудистые заболевания. Nutr Rev 55:S53–S60

    PubMed КАС Статья Google ученый

  • Burton GW, Traber MG, Acuff RV (1998)Концентрации альфа-токоферола в плазме и тканях человека в ответ на добавление дейтерированного природного и синтетического витамина Е.Am J Clin Nutr 67: 669–684

    PubMed КАС Google ученый

  • Cahoon EB, Hall SH, Ripp KG, Ganzke TS, Hitz WD, Coughlan SJ (2003) Метаболическая перестройка биосинтеза витамина Е в растениях для производства токотриенола и увеличения содержания антиоксидантов. Nat Biotechnol 21:1082–1087

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Cheng Z, Sattler S, Maeda H, Sakuragi Y, Bryant DA, DellaPenna D (2003) Сильно расходящиеся метилтрансферазы катализируют консервативную реакцию синтеза токоферола и пластохинона у цианобактерий и фотосинтезирующих эукариот.Растительная клетка 15:2343–2356

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Chow CK (2001) Витамин Е. В: Rucker RB, Suttie JW, McCormick DB, Machlin LJ (eds) Handbook of Vitamins, 3rd edn. Марсель Деккер, Нью-Йорк, стр. 165–197

    Google ученый

  • Clement M, Bourre JM (1997) Ступенчатые диетические уровни RRR -гамма-токоферола вызывают заметное увеличение концентрации альфа-токоферола и гамма-токоферола в нервной ткани, сердце, печени и мышцах витамина -Е-дефицитные крысы.Biochim Biophys Acta 1334:173–178

    PubMed КАС Google ученый

  • Collakova E, DellaPenna D (2001) Выделение и функциональный анализ гомогентизатфитилтрансферазы из Synechocystis sp. PCC 6803 и арабидопсис. Завод Физиол 127:1113–1124

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Collakova E, DellaPenna D (2003a) Активность гомогентизат-фитилтрансферазы ограничивает биосинтез токоферола в арабидопсисе.Завод Физиол 131:632–642

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Collakova E, DellaPenna D (2003b) Роль гомогентизатфитилтрансферазы и других ферментов пути токоферола в регуляции биосинтеза токоферола во время абиотического стресса. Завод Физиол 133:930–940

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Cooney RW, France AA, Harwood PJ, Hatch-Pigott V, Custer LJ, Mordan LJ (1993) Детоксикация диоксида азота γ-токоферолом: превосходство над α-токоферолом.Proc Natl Acad Sci U S A 90:1771–1775

    PubMed Статья КАС Google ученый

  • Delpeuch F, Joseph A, Cavelier C (1975) Потребление и питательный вклад синих водорослей ( Oscillatoria platensis ) среди некоторых популяций Канема (Чад). Энн Нутр Алимент 29: 497–516

    PubMed КАС Google ученый

  • d’Harlingue A, Camara B (1985) Пластидные ферменты биосинтеза терпеноидов.J Biol Chem 260:15200–15203

    PubMed Google ученый

  • Dietrich D, Hoeger S (2005) Ориентировочные значения для микроцистинов в воде и пищевых добавках с цианобактериями (добавки из сине-зеленых водорослей): разумный или ошибочный подход? Toxicol Appl Pharmacol 203:273–289

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Edwards H (2001) Витамин Е: важный антиоксидант в коже? Ретин Жирорастворимый Vitam Clin Pract 17(2):43–47

    CAS Google ученый

  • Evans HM, Bishop KS (1922) О существовании до сих пор неизвестного диетического фактора, необходимого для размножения.Наука 56:650–651

    Статья КАС Google ученый

  • Фуруя Т., Йошикава Т., Кимура Т., Канеко Х. (1987) Производство токоферолов клеточной культурой сафлора. Phytochem 26:2741–2747

    Статья КАС Google ученый

  • Грассес Т., Гримм Б., Королева О., Янс П. (2001) Потеря α-токоферола в растениях табака со сниженной активностью геранилгеранилредуктазы не изменяет фотосинтез в оптимальных условиях роста, но повышает чувствительность к стрессу от яркого света.Планта 213:620–628

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Грузак М.А., ДеллаПенна Д. (1999) Улучшение состава питательных веществ растений для улучшения питания и здоровья человека. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 50:133–161

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Hofius D, Sonnewald U (2003) Биосинтез витамина Е: биохимия встречается с клеточной биологией.Trends Plant Sci 8:6–8

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Совместная комиссия IUPAC-IUP по биохимической номенклатуре (JCBN) (1982) Номенклатура токоферолов и родственных соединений. Рекомендации 1981. Eur J Biochem 123:473–475

    Google ученый

  • Карунанандаа Б., Ци К., Хао М., Базис С., Дженсен П., Вонг Ю-Х.Х., Цзян Дж., Венкатрамеш М., Груйс К.Дж., Мошири Ф., Пост-Бейттенмиллер Д., Вайс Д.Д., Валентин Х.Е. (2005) Метаболически модифицированные масличные культуры с повышенным содержанием токоферола в семенах.Metab Eng (в печати)

  • Keller P, Bouvier F, d’Harlingue A, Camara B (1998) Метаболическое разделение пластидного биосинтеза пренилипидов. Доказательства участия многофункциональной геранилгеранилредуктазы. Eur J Biochem 251:413–417

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Kim D, Filtz MR, Proteau PJ (2004) Путь метилэритритолфосфата способствует биосинтезу каротиноидов, но не фитола у Euglena gracilis .J Nat Prod 67:1067–1069

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Миллис Дж.Р., Соси Г.Г., Маурина-Брункер Дж., Макмаллин Т.В., Хаятт Дж.А. (1999) Способ производства витаминов. Европейская патентная заявка EP1095001A4

  • Mino M, Tamai H, Yasuda K, Yamada C, Igarashi O, Hayashi M, Hirahara F, Katsui G, Kijima S (1988) Биоактивность аналогов токоферола, определенная гемолизом, индуцированным диалуровой кислотой у крыс .Битамин 62:241–246

    CAS Google ученый

  • Motohashi R, Ito T, Kobayashi M, Taji T, Nagata N, Asami T, Yoshida S, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K (2003) Функциональный анализ полипептида мембраны внутренней оболочки 37 кДа в биогенезе хлоропластов с использованием Ds -меченый бледно-зеленый мутант арабидопсиса. Завод J 34:719–731

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Munné-Bosch S, Alegre L (2002) Функция токоферолов и токотриенолов в растениях.Crit Rev Plant Sci 21:31–57

    Статья Google ученый

  • Norris S, Lincoln K, Abad M, Scott M, Eilers R, Hartsuyker K, Kindle K, Hirshberg J, Karunanandaa B, Moshiri F, Stein JC, Valentin HE, Venkatesh TV (2004) Гены, связанные с биосинтезом токоферола, и их использования. Международная патентная заявка WO 2004013312 A2

  • Provencher LM, Miao L, Sinha N, Lucas WJ (2001) Дефект экспорта сахарозы1 кодирует новый белок, участвующий в передаче сигналов от хлоропласта к ядру.Plant Cell 13:1127–1141

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Qi Q, Hao M, Ng W, Slater SC, Baszis SR, Weiss JD, Valentin HE (2005) Применение промотора Synechococcus nirA для создания индуцируемой системы экспрессии для разработки токоферолового пути Synechocystis . Appl Environ Microbiol (в печати)

  • Куреши Н., Куреши А.А. (1993) Токотриенолы: новые гипохолестеринемические средства с антиоксидантными свойствами.В: Пакер Л., Фукс Дж. (ред.) Витамин Е в норме и при болезнях. Марсель Деккер, Нью-Йорк, стр. 247–267

    . Google ученый

  • Куреши А.А., Брэдлоу Б.А., Брейс Л., Манганелло Дж., Петерсон Д.М., Пирс Б.К., Райт Дж.Дж.К., Гапор А., Элсон К.Э. (1995) Реакция субъектов с гиперхолестеринемией на введение токотриенолов. Липиды 30:1171–1177

    PubMed Статья КАС Google ученый

  • Rimbach G, Minihane AM, Majewicz J, Fischer A, Pallauf J, Virgli F, Weinberg PD (2002) Регуляция клеточной сигнализации витамином Е.Proc Nutr Soc 61:415–425

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Rippert P, Scimemi C, Dubald M, Matringe M (2004) Разработка пути производства шикимата для производства токотриенола и повышения устойчивости к гербицидам. Завод Физиол 134:92–100

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Rohmer M (2003)Независимый от мевалоната метилэритритолфосфатный путь биосинтеза изопреноидов.Разъяснение и распространение. Pure Appl Chem 75:375–387

    Статья КАС Google ученый

  • Рощин В., Фрагина А., Соловьев В. (1986) Полипренолы и токоферолы из хвои Picea abies (L.). Карст Раст Ресур 22:530–537

    CAS Google ученый

  • Сандерс С.К., Морган Дж.Б., Вульф Д.М., Татум Дж.Д., Уильямс С.Н., Смит Г.К. (1997) Витамин Е для крупного рогатого скота и срок годности говядины для японского рынка.J Anim Sci 75: 2634–2640

    PubMed КАС Google ученый

  • Sattler SE, Cahoon EB, Coughlan SJ, DellaPenna D (2003) Характеристика токоферолциклаз высших растений и цианобактерий. Эволюционные последствия для синтеза и функции токоферола. Завод Физиол 132:2184–2195

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Savidge B, Weiss JD, Wong Y-HH, Lassner MW, Mitsky TA, Shewmaker CK, Post-Beittenmiller D, Valentin HE (2002) Выделение и характеристика генов токоферолпренилтрансферазы из Synechocystis PCC 6803 и Arabidopsis.Завод Физиол 129:321–333

    Артикул пабмед КАС Google ученый

  • Schledz M, Seidler A, Beyer P, Neuhaus G (2001) Новая фитилтрансфераза из Synechocystis sp. PCC 6803 участвует в биосинтезе токоферола. FEBS Lett 499:15–20

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Шульц Г., Солл Дж., Фидлер Э., Шульце-Зиберт Д. (1985) Синтез пренилхинонов в хлоропластах.Завод Физиол 64:123–129

    Статья КАС Google ученый

  • Schultz-Siebert D, Homeyer U, Soll J, Schultz G (1987) Синтез пластохинона-9, α-токоферола и филлохинона (витамин K1) и его интеграция в метаболизм углерода в хлоропластах высших растений. В: Stumpf P, Mudd JB, Nes WD (eds) Метаболизм, структура и функция растительных липидов. Пленум, Нью-Йорк, стр. 29–36

    Google ученый

  • Шеппард А.Дж., Пеннингтон Дж.А., Вейхраух Дж.Л. (1993) Анализ и распределение витамина Е в растительных маслах и пищевых продуктах.В: Пакер Л., Фукс Дж. (ред.) Витамин Е в норме и при болезнях. Марсель Деккер, Нью-Йорк, стр. 9–31

    Google ученый

  • Шинтани Д., ДеллаПенна Д. (1998) Повышение содержания витамина Е в растениях с помощью метаболической инженерии. Science 282:2098–2100

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Shintani DK, Cheng Z, DellaPenna D (2002) Роль 2-метил-6-фитилбензохинонметилтрансферазы в определении состава токоферола в Synechocystis sp.PCC 6803. FEBS Lett 511:1–5

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Шпилёв А.В., Зинченко В.В., Шестаков С.В., Гримм Б., Локштейн Х (2005) Инактивация гена геранилгеранилредуктазы (ChlP) у цианобактерий Synechocystis sp. PCC 6803. Biochim Biophys Acta 1706:195–203

    PubMed Статья КАС Google ученый

  • Slover HT (1971) Токоферолы в пищевых продуктах и ​​жирах.Липиды 6:291–296

    Статья КАС Google ученый

  • Soeder CJ, Subardja M (1972) Пригодность микроводорослей в качестве прикорма. Дехема-Моногр 70:55–70

    CAS Google ученый

  • Soll J, Schultz G (1980) 2-метил-6-фитилхинол и 2,3-диметил-5-фитилхинол как предшественники синтеза токоферола в хлоропластах шпината. Фитохимия 19:215–218

    Статья КАС Google ученый

  • Soll J, Kemmerling M, Schultz G (1980)Синтез токоферола и пластохинона в субфракциях хлоропластов шпината.Arch Biochem Biophys 204:544–550

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Soll J, Schultz G, Rüdiger W, Benz J (1983) Гидрирование геранилгераниола. Завод Физиол 71:849–854

    CAS Статья Google ученый

  • Soll J, Schultz G, Joyard J, Douce R, Block MA (1985) Локализация и синтез пренилхинонов в изолированных мембранах внешней и внутренней оболочки хлоропластов шпината.Arch Biochem Biophys 238:290–299

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Stocker A, Ruttimann A, Woggon WD (1993) Идентификация токоферолциклазы в сине-зеленых водорослях Anabaena variabilis Kutzing (цианобактерии). Helv Chim Acta 76:1729–1738

    Статья КАС Google ученый

  • Subramaniam S, Slater S, Karberg K, Chen R, Valentin HE, Wong Y-HH (2001) Последовательности нуклеиновых кислот к белкам, участвующим в синтезе токоферола.Международная патентная заявка WO 01/79472

  • Tangney CC (1997) Витамин Е и сердечно-сосудистые заболевания. Nutr Today 32:13–22

    Статья Google ученый

  • Theriault A, Chao JT, Wang Q, Gapor A, Adeli K (1999) Токотриенол: обзор его терапевтического потенциала. Clin Biochem 32:309–319

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Traber MG, Sies H (1996) Витамин Е и человек: спрос и доставка.Анну Рев Нутр 16:321–347

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Tsegaye Y, Shintani DK, DellaPenna D (2002) Сверхэкспрессия фермента p -гидроксифенилпируватдиоксигеназы у арабидопсиса и его связь с биосинтезом токоферола. Plant Physiol Biochem 40:913–920

    Статья КАС Google ученый

  • van Eenennaam A, Valentin HE, Karunanandaa B, Hao M, Aasen E, Levering C (2003a) Гены метилтрансфераз и их использование.Международная патентная заявка WO 0/3016482

  • ван Эненнаам А.Л., Линкольн К., Дарретт Т.П., Валентин Х.Е., Шьюмейкер К.К., Торн Г.М., Цзян Дж., Базис С.Р., Леверинг К.К., Аасен Э.Д., Хао М., Стейн Дж.К., Норрис С.Р. , Last RL (2003b) Техническое содержание витамина Е: от мутанта арабидопсиса до соевого масла. Plant Cell 15:3007–3019

    Статья пабмед КАС Google ученый

  • Weiser H, Vecchi M, Schlachter M (1986) Стереоизомеры α-токоферола, эквиваленты all-rac-, 2-амбо- и RRR- α-токоферола, оцененные путем одновременного определения резорбции – беременности, миопатии и хранения в печени емкость у крыс.Int J Vitam Nutr Res 56: 45–56

    PubMed КАС Google ученый

  • Weiser H, Riss G, Kormann AW (1996) Биодискриминация восьми стереоизомеров альфа-токоферола приводит к преимущественному накоплению четырех форм 2R в тканях и плазме крыс. J Nutr 126: 2539–2549

    PubMed КАС Google ученый

  • Границы | Метаболическое происхождение и транспорт предшественников биосинтеза витамина Е

    Введение

    Токохроманолы представляют собой амфипатические соединения, типичным примером которых является хроманоловое кольцо (рис. 1).На сегодняшний день в высших растениях выявлено четыре типа токохроманолов, а именно токоферолы, токотриенолы, пластохроманолы-8 (ПК-8) и токомоноенолы. Эти органические соединения привлекли внимание, потому что токоферолы и токотриенолы проявляют активность витамина Е, которая особенно важна для размножения животных (Evans and Bishop, 1922). Токохроманолы в основном продуцируются фотосинтезирующими организмами, такими как растения, водоросли и некоторые цианобактерии, а также нефотосинтезирующим паразитом, вызывающим малярию Plasmodium falciparum (Sussmann et al., 2011; Мен-Сафране и Пелло, 2017 г.). Биосинтез токохроманола инициируется конденсацией двух биосинтетических предшественников, полярного гомогентизата (HGA) и липофильного полипренилпирофосфата, который варьируется в зависимости от типа токохроманола. Полипренильным предшественником токоферолов является фитилпирофосфат (PPP), геранилгеранилпирофосфат (GGPP) для токотриенолов, соланезилпирофосфат (SPP) для PC-8 и тетрагидрогеранилгеранилпирофосфат (THGGPP) для токомоноенолов (рис. 1; Pellaud et al., 2018). Основной путь биосинтеза токохроманола был широко исследован и в настоящее время хорошо охарактеризован (Mène-Saffrané and DellaPenna, 2010; DellaPenna and Mène-Saffrané, 2011; Mène-Saffrané and Pellaud, 2017). Напротив, наши знания о биосинтезе и транспорте предшественников токохроманола в настоящее время гораздо более ограничены. Эта тема занимает центральное место в понимании метаболизма токохроманолов и управлении им, поскольку в настоящее время широко признано, что доступность предшественников является основным механизмом, определяющим как тип, так и количество токохроманолов, продуцируемых растениями (Mène-Saffrané and Pellaud, 2017).В этом обзоре обобщены как общепризнанные знания, так и различные мнения о биосинтезе и метаболическом происхождении предшественников токохроманола HGA и полипренилпирофосфатов. Это особенно подчеркивает текущие пробелы в исследованиях мембранных переносчиков хлоропластов, необходимых для обмена предшественниками токохроманола между цитоплазмой и пластидами.

    РИСУНОК 1. Растительные пути биосинтеза токохроманола и химическая структура пренилхинолов и токохроманолов. Принимая во внимание, что все четыре метилированные формы, т.е.e., α-, β-, γ- и δ-токохроманол, были идентифицированы в растениях дикого типа для токоферолов, токотриенолов и токомоноенолов, только γ-форма токохроманола, полученного из соланезила, PC-8 была идентифицирована в диких растениях. растения типа. Его метилированная форма, метил PC-8, была обнаружена только в трансгенных растениях со сверхэкспрессией VTE4. GGPP, геранилгеранилпирофосфат; HGA, гомогентизат; HGGT, HGA геранилгеранилтрансфераза; HST, соланезилтрансфераза HGA; ПК-8, пластохроманол-8; ПФП, фитилпирофосфат; SAH, S -аденозилгомоцистеин; SAM, S -аденозилметионин; SPP, соланезилпирофосфат; THGGPP, тетрагидрогеранилгеранилпирофосфат; ВТЭ, фермент биосинтеза витамина Е.

    Биосинтез и происхождение гомогентизата

    Гомогентизат представляет собой ароматическое соединение, образующееся в результате разложения L -тирозина (tyr; рис. 2). После синтеза пластидным шикиматным путем tyr превращается в 4-гидроксифенилпруват (HPP) с помощью тирозинаминотрансфераз (TATs), класса ферментов, которые катализируют переаминирование между tyr и 2-оксоглутаратом, а также HPP и L -глутаматом ( Маеда, Дударева, 2012). На основании сходства последовательностей в геноме арабидопсиса было идентифицировано 6–10 генов TAT (Riewe et al., 2012; Ван и др., 2016). Однако экспериментально ферментативная активность подтверждена только для AtTAT1 и AtTAT2 (Prabhu and Hudson, 2010; Grossmann et al., 2012; Wang et al., 2016). AtTAT1 (также называемый TAT7) контролирует 35–50% биосинтеза токоферола листьев (Riewe et al., 2012). Другие ТАТ, участвующие в биосинтезе 50–65% ТАТ1-независимых токохроманолов, еще предстоит идентифицировать. Они могут включать цитозольные AtTAT2 и/или пластидные TAT, активность которых была обнаружена, но соответствующие гены еще не идентифицированы (Wang et al., 2016). Недавно было показано, что AtTAT1 локализуется в цитоплазме, указывая на то, что синтез HGA происходит полностью или частично в этом компартменте (Wang et al., 2016). Эти данные указывают на то, что в синтезе токохроманола участвует еще неизвестный переносчик, который возвращает цитоплазматический HGA обратно в пластиды (рис. 2). Изоформы ТАТ, участвующие в синтезе токохроманола в семенах, еще предстоит идентифицировать.

    РИСУНОК 2. Метаболическое происхождение предшественников биосинтеза токоферола.Модель, представляющая биосинтетические пути, клеточные компартменты и мембранные транспортные белки, участвующие в биосинтезе и транспорте предшественников токоферола. Несколько исследований предполагают, что цитоплазматический путь MVA может поставлять предшественники биосинтеза пренила, такие как фарнезилпирофосфат, для синтеза пластидных изопреноидов, включая каротиноиды, пластохинол-9, хлорофиллы и токоферолы. Названия соединений, выделенные красным цветом со звездочкой, указывают на то, что соответствующая молекула, меченная радиоактивным изотопом, была обнаружена после кормления меченым радиоактивным изотопом мевалонатом (цитоплазматический путь MVA).Названия соединений, отмеченные тремя красными звездами и одной черной звездой, указывают на то, что три четверти пренильной боковой цепи молекулы были помечены радиоактивным изотопом после подачи радиоактивно меченого MVA, а одна четверть осталась немеченой. Биосинтетические ферменты, выделенные синим цветом, указывают на то, что было продемонстрировано их участие в метаболизме токоферола и что их субклеточная локализация была подтверждена. Напротив, названия ферментов, выделенные черным цветом, еще не продемонстрировали участия в метаболизме токохроманола. Генетические и биохимические данные арабидопсиса и сои показывают, что синтез ГГК локализован в цитоплазме.Это подразумевает существование мембранных транспортных белков, экспортирующих тирозин и, возможно, HPP из пластид в цитоплазму, и транспортеров, импортирующих HGA обратно в пластиды. Ни один из переносчиков, обозначенных серыми прямоугольниками, еще не идентифицирован. КоА, кофермент А; DMAPP, диметилаллилпирофосфат; E4P, D -эритрозо-4-фосфат; FPP, фарнезилпирофосфат; G3P, глицеральдегид-3-фосфат; G4, хлорофиллсинтаза; GGPP, геранилгеранилпирофосфат; GGPPS, геранилгеранилпирофосфатсинтаза; GGR, геранилгеранилредуктаза; Glu, L -глутамат; HGA, гомогентизиновая кислота; HGO, диоксигеназа гомогентизиновой кислоты; HPP, 4-гидроксифенилпируват; HPPD, 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназа; IPP, изопентенилпирофосфат; 4-МА, 4-малеилацетоацетат; МЭП, метилэритритолфосфат; МВА, мевалонат; 2-ОГ, 2-оксоглутарат; ФЕП, фосфоенолпируват; ПФП, фитилпирофосфат; PYR, пируват; ТАТ, тирозинаминотрансфераза; Тир, тирозин; ВТЭ, фермент биосинтеза витамина Е.

    Гидроксифенилпруват превращается в HGA под действием 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD), Fe(II)-содержащей негемовой оксигеназы, кодируемой одним геном у арабидопсиса (Norris et al., 1995; Tsegaye et al., 2002). Несколько исследований, изучающих субклеточную локализацию HPPD, показали, что она варьируется в зависимости от вида растений. Ранние работы на Spinacia oleracea и Lemna gibba локализовали активность HPPD в хлоропластах (Löffelhardt and Kindl, 1979; Fiedler et al., 1982). В томате и хлопке анализ последовательности HPPD идентифицировал транзитный пептид хлоропластов (Moshiri et al., 2007). У кукурузы временная экспрессия полноразмерного гена HPPD локализовала белок в хлоропластах (Siehl et al., 2014). Напротив, активность и/или белок HPPD локализованы в цитоплазме как клеток моркови, так и клеток арабидопсиса (Garcia et al., 1997; Wang et al., 2016). Помимо этих видов, HPPD сои локализуется в обоих компартментах.Единственная копия гена GmHPPD имеет два сайта начала транскрипции, которые продуцируют соответственно длинный и короткий полипептид. Временная и стабильная экспрессия обоих транскриптов подтвердила, что длинная версия была импортирована в хлоропласты, а более короткая осталась в цитоплазме (Siehl et al., 2014). Недавняя идентификация мутанта MO12 сои дополнительно подтверждает цитоплазматический синтез предшественника токохроманола HGA у некоторых видов растений. Этот мутант, несущий дефектный ген HOMOGENTISATE-1,2-DIOXYGENASE 1 ( HGO1 ), расщепляющий HGA до 4-малеилацетоацетата, избыточно накапливал свободный HGA и токохроманолы в семенах (Stacey et al., 2016). Интересно, что анализ последовательности GmHGO1 не обнаружил какого-либо очевидного пептида-мишени, что позволяет предположить, что HGO1, вероятно, локализован в цитоплазме. Это было экспериментально подтверждено транзиторной экспрессией слитого белка HGO1:GFP, который накапливался исключительно в цитоплазме. Поскольку цитоплазматический катаболизм ГГК напрямую влияет на накопление токохроманола в семенах сои, это означает, что цитоплазматический ГГК вносит существенный вклад в синтез токохроманола, по крайней мере, в сое (рис. 2).Эти данные дополнительно подтверждают существование механизма переноса цитоплазматического HGA в пластиды, где он, в частности, используется для синтеза токохроманола. На сегодняшний день личность этого мембранного переносчика(ов) еще предстоит идентифицировать. Интересно, что ген HGO Arabidopsis , как предполагается, также локализуется в цитоплазме (TAIR10).

    Биосинтез боковых цепей изопреноидов токохроманола

    Все четыре предшественника полипренилтокохроманола (PPP, GGPP, SPP и THGGPP) происходят из GGPP, продуцируемого геранилгеранилпирофосфатсинтазами (GGPPS; рисунок 2).Предполагается, что среди 10 GGPPS, идентифицированных у Arabidopsis, семь локализованы в пластидах, особенно GGPPS11, который является основным паралогом, ответственным за синтез GGPP, используемого для производства токохроманола (Ruiz-Sola et al., 2016).

    Прениловый предшественник PPP, используемый для синтеза токоферола, в основном образуется в результате катаболизма хлорофилла, во время которого его боковая цепь отщепляется и рециркулируется (Valentin et al., 2006; Vom Dorp et al., 2015). На сегодняшний день идентифицированы четыре гидролазы, активные в отношении хлорофиллов и/или их не содержащих Mg производных феофитинов.Два гена CHLOROPHYLLASEs AtCLh2 и AtCLh3 были выделены в арабидопсисе на основе гомологии последовательностей с генами Citrus sinensis и Chenopodium album CLH соответственно (Jacob-Wilk et al., 1999 et al., Tsuchiya). ). Хлорофиллазная активность CsCLH, CaCLH и AtCLh2 была продемонстрирована in vitro . Интересно, что ни генов AtCLh2 , ни генов AtCLh3 не обнаруживают типичный транзитный пептид хлоропластов, направляющий их в пластиды, где происходит катаболизм хлорофилла.Кроме того, было показано, что как AtCLh2, так и AtCLh3 играют очень ограниченную роль в катаболизме хлорофилла, происходящем во время старения (Schelbert et al., 2009). Гидролаза, ответственная за дефитилирование хлорофилла во время старения листьев, кодируется геном PHEOPHYTINASE (Schelbert et al., 2009). Этот фермент локализован в пластидах и специфически экспрессируется во время старения. Следовательно, листья мутантов pph демонстрируют фенотип остаточной зелени и накапливают феофитин при темновом старении.Хотя это еще не было экспериментально проверено, весьма вероятно, что накопление токоферола, наблюдаемое в стареющих листьях, зависит от этого фермента (Rise et al., 1989). Недавно было показано, что хлорофиллдефитилаза CLD1 катализирует дефитилирование хлорофиллов как in vitro , так и in vivo (Lin et al., 2016). Ген CLD1 сильно экспрессируется в зеленых листьях, где соответствующий белок связан с тилакоидами в пластидах.Что касается катаболизма хлорофилла в семенах арабидопсиса, то было показано, что PPH, CLh2 и CLh3 не участвуют в поставке фитола для синтеза токоферола в семенах (Zhang et al., 2014). Фермент, катализирующий эту стадию в семенах хлороэмбриофитов, в настоящее время неизвестен.

    После отщепления от хлорофилла/феофитина фитол необходимо дважды фосфорилировать для образования PPP. Эта реакция катализируется фитолкиназой VTE5 и фитилфосфаткиназой VTE6 (рис. 2). Токоферолы семян и листьев мутантов vte5 снижены на 80 и 65% соответственно, в то время как листья vte6 полностью лишены токоферолов (Valentin et al., 2006; Вом Дорп и др., 2015). Поскольку содержание фитола было значительно увеличено у мутантов vte6 , было высказано предположение, что VTE6 может также непосредственно фосфорилировать фитол. Таким образом, согласно этой более поздней модели биосинтеза, синтез токоферола полностью зависит от катаболизма и рециркуляции хлорофилла. Это лишь частично подтверждается данными, полученными с мутантами хлорофиллсинтазы G4/CHLSYN1 — фермента, катализирующего последнюю стадию биосинтеза хлорофилла. Действительно, в то время как листья мутантов g4/chlsyn1 , которые в течение 5 недель содержались на 2% сахарозе, были почти лишены токоферолов, их семена по-прежнему накапливали 25% токоферолов дикого типа (Zhang et al., 2015). Эти результаты подтверждают идею о том, что синтез токоферола в листьях полностью зависит от катаболизма хлорофилла и рециркуляции фитола. Напротив, они предполагают, что синтез токоферола семян может частично зависеть от источника полипренила, отличного от хлорофиллов, который еще не идентифицирован.

    Прекурсор пренила PC-8 SPP производится пластидными СОЛАНЕСИЛ-ПИРОФОСФАТ-СИНТАЗАМИ (SPS) 1 и 2 (Block et al., 2013). Эксперименты in vitro с рекомбинантными AtSPS1 и 2 и различными полипренилпирофосфатами в сочетании либо с изопентенилпирофосфатом (IPP), либо с диметилаллилпирофосфатом (DMAPP) показали, что оба фермента плохо используют геранилпирофосфат и DMAPP (Hirooka et al., 2003, 2005). Напротив, оба они эффективно используют фарнезилпирофосфат и GGPP в сочетании с IPP с самым высоким сродством к GGPP/IPP. Двойные мутанты sps1 sps2 являются альбиносами и лишены пластохинола-9, пренилированного бензохинола, заметно участвующего в цепи переноса электронов фотосинтеза, и PC-8, токохроманола, образующегося в результате циклизации пластохинола-9.

    Прекурсор пренила токомоноенола THGGPP является промежуточным продуктом восстановительного пути, превращающего GGPP в PPP (Kruk et al., 2011; Пелло и др., 2018). Этот процесс опосредуется геранилгеранилредуктазой (GGR), которая последовательно превращает как геранилгеранилированный хлорофилл в , так и GGPP в фитилированный хлорофилл в и PPP соответственно (Keller et al., 1998; Takahashi et al., 2014). Эта биосинтетическая модель основана на биохимических экспериментах, в которых были идентифицированы как дигидро-, так и тетрагидрогеранилгеранильные интермедиаты вместе с фитилированным хлорофиллом и РРР после инкубации геранилгеранилхлорофилла и или GGPP с рекомбинантным GGR соответственно (Keller et al., 1998). Недавно последовательное восстановление геранилгеранильных промежуточных соединений было дополнительно подтверждено в planta с помощью функционального исследования LIGHT-HARVESTING CHLOROPHILL-BINDING-LIKE (LIL) 3:1 и 3:2, которые оба стабилизируют GGR (Takahashi et al., 2014). ). Мутации либо в LIL3:1 , либо в LIL3:2 приводят к снижению активности GGR и одновременному накоплению в листьях дигидро- и тетрагидрогеранилгеранилхлорофиллов. Кроме того, листья двойных мутантов lil3:1 lil3:2 проявляют еще более низкую активность GGR и в основном накапливают геранилгеранилированные хлорофиллы.Поскольку токомоноенолы не были идентифицированы в семенах арабидопсиса во время этого исследования, которое было сосредоточено исключительно на листьях, в настоящее время неизвестно, увеличивается ли содержание токомоноенолов в семенах одиночных мутантов lil3:1 и lil3:2 . В соответствии с этой моделью биосинтеза токомоноенола мы недавно показали, что содержание γ-токомоноенола значительно увеличилось при сегрегации семян GGR ggr (Pellaud et al., 2018).

    Метаболическое происхождение изопреноидных боковых цепей токохроманола

    Большинство статей о метаболизме токохроманолов в растениях приписывают происхождение пренильного компонента токохроманолов исключительно пластидному пути метилэритритолфосфата (МЭФ).В этих ссылках цитируются две важные обзорные статьи, опубликованные сразу после открытия этого немевалонатного изопреноидного пути, которые в то время не поддерживали обмен предшественником(ами) изопреноидов между пластидным MEP и цитоплазматическим мевалонатным (MVA) путями (Lichtenthaler, 1998, 1999). Недавно другая знаковая обзорная статья о путях MVA и MEP также подтвердила происхождение пренильного компонента пластидных изопреноидов путем MEP путем использования двух линий генетических доказательств (Vranová et al., 2013). Прорастающие гомозиготные мутанты генов биосинтеза MEP являются альбиносами, что указывает на то, что путь MVA не способен дополнять синтез хлорофилла во время прорастания мутантов пути MEP. Кроме того, мутанты генов биосинтеза MVA являются мужскими стерильными, что указывает на то, что путь MEP не способен комплементировать дефектную пыльцу мутантов пути MVA. Помимо этих генетических данных, много свидетельств показывает, что прениловый компонент пластидных изопреноидов также может происходить из цитозольного пути MVA.Независимые эксперименты с кормлением с использованием радиоактивно меченого MVA, промежуточного продукта цитоплазматического пути MVA, привели к продукции изопреноидов, меченных радиоактивным изотопом, обычно продуцируемых в пластидах. Было показано, например, что побеги кукурузы, листья календулы и листья ячменя, обработанные [2- 14 C]MVA, продуцируют радиоактивно меченый α-токоферол (Threlfall et al., 1967; Janiszowska et al., 1976; Schultz, 1990). . Это предполагает, что IPP/DMAPP и/или пренилпирофосфаты, происходящие из цитоплазматического пути MVA, могут импортироваться в пластиды и включаться в пластидные изопреноиды, такие как токоферолы.Аналогичным образом обработка проростков сосны, этиолированных проростков кукурузы и овса, ростков картофеля и листьев ячменя [2- 14 C]MVA приводила к синтезу хлорофиллов с мечеными фитильными боковыми цепями (Treharne et al., 1966; Wieckowski and Goodwin, 1967; Schultz, 1990; Kozukue et al., 2001). Эти результаты были недавно подтверждены на листьях хлопчатника, в которых до 19 и 44% фитильных боковых цепей хлорофилла a и b соответственно были помечены после подкормки [2- 13 C]MVA (Opitz et al. ., 2014). Поскольку фитильная боковая цепь хлорофиллов является важным источником пренила для синтеза токоферола, эти данные дополнительно указывают на то, что прениловый компонент токоферолов, вероятно, не происходит исключительно из пластидного пути MEP, а также может происходить из цитоплазматического пути MVA. Более того, меченый β-каротин был независимо обнаружен в побегах кукурузы и ячменя, в этиолированных проростках кукурузы и овса, в проростках сосны, в листьях ячменя и в культивируемых клетках печеночников, обработанных [2- 14 C]MVA (Treharne и другие., 1966; Трелфолл и др., 1967; Вецковски и Гудвин, 1967; Шульц, 1990; Набета и др., 1997). Недавнее количественное исследование показало, что 34% β-каротина в листьях хлопчатника было помечено после кормления [2- 13 C]MVA (Opitz et al., 2014). В то время как эти исследования питания не демонстрируют четкого существования систематического перекрестного потока между цитоплазматическим и пластидным путями изопреноидов, они, несомненно, демонстрируют, что цитоплазматические предшественники изопреноидов, когда они доступны в больших количествах, включаются в пластидные изопреноиды, такие как токоферолы. каротиноиды и хлорофиллы.Эти данные также указывают на то, что в растениях существует транспортная система, позволяющая импортировать цитоплазматические предшественники изопреноидов в пластиды (рис. 2). На сегодняшний день этот транспортер(ы) еще предстоит идентифицировать.

    Недавние эксперименты с кормлением радиоактивно меченым MVA в сочетании с ЯМР-анализом еще больше уточнили наше понимание импорта изопреноидных предшественников цитоплазматического пути MVA в пластиды. Независимо было показано, что три четверти пренильных звеньев, составляющих фитильную боковую цепь хлорофиллов, β-каротина или других пластидных изопреноидов, образующихся после кормления [2- 13 C]MVA, были помечены, в то время как концевое звено C5 не было (Itoh et al. др., 2000; Карунагода и др., 2001; Фигура 2). Это свидетельствует о том, что IPP, полученный из пути MVA, сцепляется в цитоплазме с FPP, меченым радиоактивным изотопом, который импортируется в пластиды, где он конденсируется с немеченым IPP, полученным из пути MEP. Эта модель биосинтеза подтверждается данными, показывающими импорт цитозольного FPP в пластиды и его включение в фитильную боковую цепь хлорофиллов и в β-каротин (Nabeta et al., 1995, 1997). Более того, сравнение поглощения пластидами нескольких радиоактивно меченых полипренилпирофосфатов показало, что FPP в 6–8 и 2–5 раз больше встраивается в боковые цепи хлорофиллов, чем IPP или GPP, соответственно (Karunagoda and Nabeta, 2004).В совокупности эти данные указывают на то, что FPP, вероятно, является предпочтительным цитоплазматическим предшественником изопреноидов, импортируемым в пластиды и используемым для синтеза пластидных изопреноидов (Рис. 2).

    Несколько исследований метаболической инженерии, сверхэкспрессирующих цитоплазматические гены биосинтеза изопреноидов, дополнительно подтверждают использование цитоплазматических предшественников изопреноидов, полученных из MVA, для синтеза пластидных изопреноидов. Было показано, например, что сверхэкспрессия Brassica juncea 3-HYDROXY-3-METHYLGLUTARYL-COA SYNTHASE1 , гена биосинтеза пути MVA, не только увеличивала накопление цитоплазматических фитостеролов в плодах трансгенных томатов, но также сильно увеличивала синтез пластидные изопреноиды, такие как α-токоферол (в пять раз) и каротиноиды (в два раза; Liao et al., 2017). Сверхэкспрессия Salvia miltiorrhiza 3-ГИДРОКСИ-3-МЕТИЛГЛУТАРИЛ-КОА-РЕДУКТАЗЫ, скорость-лимитирующего фермента пути MVA, сильно увеличивала синтез таншинона, дитерпена, продуцируемого путем MEP (Kai et al., 2011). . Сходным образом сверхэкспрессия 3-HYDROXY-3-METHYLGLUTARYL-COA REDUCTASE1 арабидопсиса 3-HYDROXY-3-METHYLGLUTARYL-COA REDUCTASE1, гена биосинтеза пути MVA, удваивает синтез монотерпенов, продуцируемых путем MEP (Muñoz-Bertomeu et al., 2007). Вместе с данными экспериментов с кормлением, представленными выше, эти исследования метаболической инженерии дополнительно подтверждают концепцию о том, что предшественники изопреноидов, полученные из MVA, используются для синтеза пластидных изопреноидных соединений, когда они доступны в достаточных количествах.Этот вывод может объяснить, почему MVA-путь не дополняет синтез хлорофилла в проростках альбиносов мутантов MEP-пути и почему MEP-путь не дополняет дефектную пыльцу мутантов MVA-пути. Действительно, анализ экспрессии генов биосинтеза MEP и MVA с помощью ePlant (Биоаналитические ресурсы для биологии растений; Университет Торонто) показывает, что гены биосинтеза MVA очень слабо экспрессируются в проростках, особенно мевалонаткиназа, кодируемая одним геном (At5g27450). .Сходным образом гены биосинтеза MEP очень слабо экспрессируются в пыльце, особенно 1-дезокси- D -ксилулозо-5-фосфатредуктоизомераза, также кодируемая одним геном (At5g62790). Таким образом, если оба пути не полностью функциональны на данной физиологической стадии, они не могут дополнить путь, нарушенный мутацией, и это несмотря на возможный обмен предшественником(ами) изопреноидов, показанный экспериментами с кормлением и метаболической инженерией. Важно отметить, что в настоящее время в литературе нет сообщений, демонстрирующих двойное происхождение пренильной боковой цепи токохроманолов у растений дикого типа.

    Выводы и перспективы

    От клонирования первых генов биосинтеза токоферола до недавней идентификации токомоноенолов был достигнут значительный прогресс в понимании основных путей биосинтеза токохроманола в растениях (Shintani and DellaPenna, 1998; Pellaud et al., 2018). Напротив, в настоящее время существуют большие пробелы в знаниях о метаболическом происхождении предшественников биосинтеза токохроманола и о переносчиках, участвующих в обмене полярными и липофильными метаболитами между цитоплазмой и пластидами.Напр., цитоплазматический биосинтез HGA, в частности, подразумевает существование мембранных транспортных белков, экспортирующих tyr и потенциально HPP из пластид в цитоплазму, и транспортеров, обратно импортирующих HGA в пластиды. Поскольку доступность HGA является мощным механизмом, контролирующим синтез токохроманола в растениях, будущие задачи будут заключаться в идентификации этих переносчиков и модулировании их экспрессии для изучения их роли в биосинтезе токохроманола. Сходным образом, хотя существование механизмов импорта цитоплазматических предшественников изопреноидов, происходящих из MVA, в пластиды больше не должно быть продемонстрировано, эти переносчики еще предстоит идентифицировать и охарактеризовать.Кроме того, поскольку включение пренилов, происходящих из пути MVA, в токохроманолы еще не было продемонстрировано в растениях дикого типа, все еще остается открытым вопрос, способствует ли цитоплазматический путь MVA биосинтезу токохроманолов в растениях.

    Вклад авторов

    SP и LM-S разработали и написали рукопись.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Подтверждение

    Мы благодарны Университету Фрибурга, Швейцария, за поддержку нашей работы.

    Каталожные номера

    Блок А., Фристедт Р., Роджерс С., Кумар Дж., Барнс Б., Барнс Дж. и др. (2013). Функциональное моделирование идентифицирует паралогичные соланезилдифосфатсинтазы, которые собирают боковую цепь пластохинона-9 в пластидах. Дж. Биол. хим. 288, 27594–27606. doi: 10.1074/jbc.M113.492769

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    ДеллаПенна, Д.и Мене-Сафране, Л. (2011). Витамин Е. Доп. Бот. Рез. 59, 179–227. doi: 10.1016/B978-0-12-385853-5.00002-7

    Полнотекстовая перекрестная ссылка

    Эванс, Х.М., и Бишоп, К.С. (1922). О существовании до сих пор неизвестного диетического фактора, необходимого для размножения. Наука 56, 650–651. doi: 10.1126/наука.56.1458.650

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Фидлер, Э., Солл, Дж., и Шульц, Г. (1982). Образование гомогентизата при биосинтезе токоферола и пластохинона в хлоропластах шпината. Планта 155, 511–515. дои: 10.1007/BF01607575

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Гарсия, И., Роджерс, М., Ленне, К., Ролланд, А., Сайланд, А., и Матринг, М. (1997). Субклеточная локализация и очистка p -гидроксифенилпируватдиоксигеназы из культивируемых клеток моркови и характеристика соответствующей кДНК. Биохим. Дж. 325, 761–769. дои: 10.1042/bj3250761

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Гроссманн, К., Hutzler, J., Tresch, S., Christiansen, N., Looser, R., and Ehrhardt, T. (2012). О механизме действия гербицидов цинметилин и 5-бензилоксиметил-1,2-изоксазолины: предполагаемые ингибиторы растительной тирозинаминотрансферазы. Борьба с вредителями науч. 68, 482–492. doi: 10.1002/ps.2319

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хироока К., Бамба Т., Фукусаки Э.-И. и Кобаяши А. (2003). Клонирование и кинетическая характеристика соланезилдифосфатсинтазы Arabidopsis thaliana . Биохим. Дж. 370, 679–686. дои: 10.1042/bj20021311

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хироока К., Изуми Ю., Ан С.-И., Наказава Ю., Фукусаки Э.-И. и Кобаяши А. (2005). Функциональный анализ двух соланезилдифосфатсинтаз из Arabidopsis thaliana . Биологи. Биотехнолог. Биохим. 69, 592–601. doi: 10.1271/bbb.69.592

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ито, Д., Карунагода Р.П., Фуши Т., Катох К. и Набета К. (2000). Неэквивалентное мечение фитильной боковой цепи хлорофилла a в каллусе роголистника Anthoceros punctatus . Дж. Нац. Произв. 63, 1090–1093. дои: 10.1021/np000089m

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Джейкоб-Уилк, Д., Холланд, Д., Гольдшмидт, Э. Э., Риов, Дж., и Эяль, Ю. (1999). Разрушение хлорофилла хлорофиллазой: выделение и функциональная экспрессия гена Chlase1 из обработанных этиленом плодов Citrus и его регуляция во время развития. Завод J. 20, 653–661. doi: 10.1046/j.1365-313X.1999.00637.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Янишовска В., Михальски В. и Каспршик З. (1976). Полипренилхиноны и αα-токоферол в Calendula officinalis . Фитохимия 15, 125–127. doi: 10.1016/S0031-9422(00)89066-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Кай, Г., Сюй, Х., Чжоу, К., Ляо, П., Сяо, Дж., Луо, X., и др. (2011).Метаболическая инженерия Путь биосинтеза таншинона в культурах волосатых корней Salvia miltiorrhiza . Метаб. англ. 13, 319–327. doi: 10.1016/j.ymben.2011.02.003

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Карунагода Р. и Набета К. (2004). Биосинтез хлоропластических изопреноидов в печеночниках: поглощение фарнезилдифосфата хлоропластами Heteroscyphus planus и Ptychanthus striatus . Троп.Агр. Рез. 16, 214–222.

    Карунагода, Р. П., Ито, Д., Като, К., и Набета, К. (2001). Образцы мечения хлоропластных изопреноидов в культивируемых клетках печеночника Ptychanthus striatus . Биологи. Биотехнолог. Биохим. 65, 1076–1081. doi: 10.1271/bbb.65.1076

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Келлер, Ю., Бувье, Ф., Д’Арлинг, А., и Камара, Б. (1998). Метаболическая компартментация биосинтеза пластидного прениллипида. евро. Дж. Биохим. 251, 416–417. doi: 10.1046/j.1432-1327.1998.2510413.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Кодзукуэ, Н., Цучида, Х., и Фридман, М. (2001). Индикаторные исследования включения [2-14C]-DL-мевалоната в хлорофиллы a и b , α-чаконин и α-соланин ростков картофеля. Дж. Сельское хозяйство. Пищевая хим. 49, 92–97. дои: 10.1021/jf0003348

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Крук, Дж., Писарски, А., и Шиманска, Р. (2011). Новый витамин Е образуется в листьях Kalanchoe daigremontiana и Phaseolus coccineus . J. Физиол растений. 168, 2021–2027 гг. doi: 10.1016/j.jplph.2011.06.015

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ляо, П., Чен, X., Ван, М., Бах, Т.Дж., и Чей, М.Л. (2017). Улучшение содержания α-токоферола, каротиноидов, сквалена и фитостерола в плодах путем обработки Brassica juncea 3-ГИДРОКСИ-3-МЕТИЛГЛУРАРИЛ-КОА СИНТАЗА1 в трансгенных помидорах. Завод Биотехнолог. J. doi: 10.1111/pbi.12828 [Epub перед печатью].

    Полнотекстовая перекрестная ссылка

    Lichtenthaler, HK (1998). Путь 1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфата растений для биосинтеза изопреноидов. Липид 100, 128–138. doi: 10.1002/(SICI)1521-4133(19985)100:4/5<128::AID-LIPI128>3.0.CO;2-D

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Lichtenthaler, HK (1999). 1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфатный путь биосинтеза изопреноидов в растениях. год. Преподобный Физиол. Завод Мол. биол. 50, 47–65. doi: 10.1146/annurev.arplant.50.1.47

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лин, Ю. П., Ву, М. К., и Чанг, Ю. Ю. (2016). Идентификация хлорофиллдефитилазы, участвующей в обмене хлорофилла у арабидопсиса. Растительная клетка 28, 2974–2990. doi: 10.1105/tpc.16.00478

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Леффельхардт, В., и Киндл, Х.(1979). Превращение 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты в гомогентизиновую кислоту на тилакоидной мембране Lemna gibba. ФЭБС Письмо. 104, 332–334. дои: 10.1016/0014-5793(79)80845-5

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Маэда Х. и Дударева Н. (2012). Путь шикимата и биосинтез ароматических аминокислот в растениях. год. Преподобный завод биол. 63, 73–105. doi: 10.1146/annurev-arplant-042811-105439

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Мене-Сафране, Л.и ДеллаПенна, Д. (2010). Биосинтез, регуляция и функции токохроманолов в растениях. Физиол растений. Биохим. 48, 301–309. doi: 10.1016/j.plaphy.2009.11.004

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Мошири Ф., Хао М., Карунанандаа Б., Валентин Х.Е., Венкатеш Т.В. и Вонг Ю.Х.Х. (2007). Гены, кодирующие ферменты 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы (HPPD) для метаболической инженерии растений. Патент США № US20080127371 A1.

    Муньос-Бертомеу, Дж., Сейлз, Э., Рос, Р., Арриллага, И., и Сегура, Дж. (2007). Повышающая регуляция N-концевой укороченной 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы увеличивает выработку эфирных масел и стеролов в трансгенных растениях Lavandula latifolia . Завод Биотехнолог. J. 5, 746–758. doi: 10.1111/j.1467-7652.2007.00286.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Набета, К., Кавае, Т., Кикути, Т., Сайто, Т. и Окуяма, Х. (1995). Биосинтез хлорофилла а из мевалонатов, меченных 13С, и глицина в печеночнике.Неэквивалентное мечение фитильной боковой цепи. J. Chem. соц., хим. коммун. 2529–2530.

    Академия Google

    Набета, К., Кавае, Т., Сайто, Т., и Кикучи, Т. (1997). Синтез хлорофилла а и β-каротина из 2Н- и 13С-меченых мевалонатов и 13С-меченого глицина в культивируемых клетках печеночников, Heteroscyphus planus и Lophocolea heterophylla. J. Chem. соц. Перкин Транс. 1, 261–267. дои: 10.1039/a604562f

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Норрис, С.Р., Барретт Т.Р. и ДеллаПенна Д. (1995). Генетическое исследование синтеза каротиноидов у арабидопсиса определяет пластохинон как важный компонент десатурации фитоена. Растительная клетка 7, 2139–2149. doi: 10.1105/tpc.7.12.2139

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Опиц С., Нес В. Д. и Гершензон Дж. (2014). И метилэритритолфосфатный, и мевалонатный пути вносят вклад в биосинтез каждого из основных классов изопреноидов в молодых проростках хлопчатника. Фитохимия 98, 110–119. doi: 10.1016/j.phytochem.2013.11.010

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Pellaud, S., Bory, A., Chabert, V., Romanens, J., Chaisse-Leal, L., Doan, A.V., et al. (2018). WRI1 и DGAT1 регулируют метаболизм токохроманола у арабидопсиса. Новый фитол. doi: 10.1111/nph.14856 [Epub перед печатью].

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки

    Прабху, П.Р., и Хадсон, А.О. (2010).Идентификация и частичная характеристика L-тирозинаминотрансферазы (ТАТ) из Arabidopsis thaliana . Биохим. Рез. Интер. 2010:549572. дои: 10.1155/2010/549572

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Riewe, D., Koohi, M., Lisec, J., Pfeiffer, M., Lippmann, R., Schmeichel, J., et al. (2012). Тирозинаминотрансфераза участвует в синтезе токоферола у арабидопсиса. Завод J. 71, 850–859. doi: 10.1111/j.1365-313Х.2012.05035.х

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Rise, M., Cojocaru, M., Gottlieb, H.E., and Goldschmidt, E.E. (1989). Накопление α-токоферола в стареющих органах в связи с деградацией хлорофилла. Физиол растений. 89, 1028–1030. doi: 10.1104/pp.89.4.1028

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Руис-Сола, М. А., Коман, Д., Бек, Г., Барья, М. В., Колинас, М., Граф, А., и соавт. (2016). Arabidopsis GERANYLGERANYL DIPHOSPHATE SYNTHASE 11 представляет собой изофермент-концентратор, необходимый для производства большинства изопреноидов, связанных с фотосинтезом. Новый фитол. 209, 252–264. doi: 10.1111/nph.13580

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Шелберт С., Обри С., Бурла Б., Агне Б., Кесслер Ф., Крупинска К. и др. (2009). Феофитинфеофорбидгидролаза (феофитиназа) участвует в расщеплении хлорофилла во время старения листьев у арабидопсиса . Растительная клетка 21, 767–785. doi: 10.1105/tpc.108.064089

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Шульц, Г.(1990). Биосинтез α-токоферола в хлоропластах высших растений. Научный жир. Технол. 92, 86–91. doi: 10.1002/lipi.190209

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Siehl, D.L., Tao, Y., Albert, H., Dong, Y., Heckert, M., Madrigal, A., et al. (2014). Широкая устойчивость к гербицидам ингибитора 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы в сое с оптимизированным ферментом и кассетой экспрессии. Физиол растений. 166, 1162–1176. doi: 10.1104/стр.114.247205

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Стейси, М.Г., Кахун, Р.Е., Нгуен, Х.Т., Цуй, Ю., Сато, С., Нгуен, С.Т., и соавт. (2016). Идентификация гомогентизатдиоксигеназы в качестве мишени для биообогащения витамином Е в семенах масличных культур. Физиол растений. 172, 1506–1518. doi: 10.1104/pp.16.00941

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Sussmann, R.A.C., Angeli, C.B., Peres, VJ, Kimura, E.A., и Katzin, A.M. (2011). Внутриэритроцитарные стадии Plasmodium falciparum биосинтезируют витамин Е. ФЭБС Письмо. 585, 3985–3991. doi: 10.1016/j.febslet.2011.11.005

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Такахаши К., Такабаяши А., Танака А. и Танака Р. (2014). Функциональный анализ светособирающего белка 3 (LIL3) и его светособирающего хлорофилл-связывающего мотива в Arabidopsis . Дж. Биол. хим. 289, 987–999. doi: 10.1074/jbc.M113.525428

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Трелфолл, Д.Р., Гриффитс, В.Т., и Гудвин, Т.В. (1967). Биосинтез пренильных боковых цепей пластохинона и родственных соединений в побегах кукурузы и ячменя. Биохим. J. 103, 831–851. дои: 10.1042/bj1030831

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Трехарн, К. Дж., Мерсер, Э. И., и Гудвин, Т. В. (1966). Включение [14С]углекислоты и [2-14С]мевалоновой кислоты в терпеноиды высших растений при развитии хлоропластов. Биохим.J. 99, 239–245. дои: 10.1042/bj09

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цегайе Ю., Шинтани Д.К. и ДеллаПенна Д. (2002). Сверхэкспрессия фермента п-гидроксифенолпируватдиоксигеназы у арабидопсиса и его связь с биосинтезом токоферола. Физиол растений. Биохим. 40, 913–920. doi: 10.1016/S0981-9428(02)01461-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цучия Т., Охта Х., Окава К., Ивамацу А., Шимада Х., Масуда Т. и др. (1999). Клонирование хлорофиллазы, ключевого фермента деградации хлорофилла: обнаружение мотива липазы и индукция метилжасмонатом. Проц. Нац. акад. науч. США 96, 15362–15367. doi: 10.1073/pnas.96.26.15362

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Валентин Х., Линкольн К., Мошири Ф., Дженсен П.К., Ци К., Венкатеш Т.В. и др. (2006). Мутант гена пути витамина Е Arabidopsis 5-1 показывает критическую роль фитолкиназы в биосинтезе токоферола семян. Растительная клетка 18, 212–224. doi: 10.1105/tpc.105.037077

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Vom Dorp, K., Hölzl, G., Plohmann, C., Eisenhut, M., Abraham, M., Weber, A.P.M., et al. (2015). Ремобилизация фитола в результате деградации хлорофилла необходима для синтеза токоферола и роста арабидопсиса. Растительная клетка 27, 2846–2859. doi: 10.1105/tpc.15.00395

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Вранова, Э., Коман Д. и Вильгельм Г. (2013). Сетевой анализ путей MVA и MEP для синтеза изопреноидов. год. преподобный биол. 64, 665–700. doi: 10.1146/annurev-arplant-050312-120116

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ван, М., Тода, К., и Маэда, Х.А. (2016). Биохимические свойства и субклеточная локализация тирозинаминотрансфераз у Arabidopsis thaliana . Фитохимия 132, 16–25. doi: 10.1016/j.фитохим.2016.09.007

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Wieckowski, S., and Goodwin, T.W. (1967). Включение лактона DL-[2-14C]мевалоновой кислоты в β-каротин и фитоловую боковую цепь хлорофилла в семядолях четырех видов сеянцев сосны. Биохим. Дж. 105, 89–92. дои: 10.1042/bj1050089

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чжан С., Чжан В., Рен Г., Ли Д., Кахун Р. Э., Чен М. и др.(2015). Хлорофиллсинтаза под эпигенетическим контролем имеет решающее значение для синтеза витамина Е, и измененная экспрессия влияет на уровень токоферола в арабидопсисе. Физиол растений. 168, 1503–1511. doi: 10.1104/pp.15.00594

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Zhang, W., Liu, T., Ren, G., Hörstensteiner, S., Zhou, Y., Cahoon, E.B., et al. (2014). Деградация хлорофилла: фитолгидролаза, связанная с биосинтезом токоферола, в семенах арабидопсиса до сих пор отсутствует. Физиол растений. 166, 70–79. doi: 10.1104/стр.114.243709

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Что такое витамин Е? 5 мощных преимуществ по уходу за кожей и многое другое

    Уже более 50 лет витамин Е является основным ингредиентом средств по уходу за кожей и пищевых добавок. А если принять во внимание звездную репутацию витамина Е как восхитительного увлажняющего средства и суперзвездного антиоксиданта, это делает идеальным смыслом. Это особенно верно, когда вы используете витамин Е как местно, так и внутренне.Здесь вы узнаете, что витамин Е может сделать для вашей кожи, а также советы по его использованию.

    Что такое витамин Е?

    Витамин Е является жирорастворимым или жирорастворимым питательным веществом. Это «означает, что он лучше всего усваивается при употреблении с жиром», — говорит Эми Гонсалес, доктор медицинских наук, FNTP, CLT, The Holistic Dietitian. Это также означает, что он «хранится в организме, в основном в жировых тканях и печени», добавляет она. Однако термин «витамин Е» не относится к одному питательному веществу. Вместо этого он включает в себя группу из восьми молекулярно схожих соединений, по словам сертифицированного дерматолога Брендана Кэмпа, М.D.

    Этот витамин в основном участвует в метаболических процессах, таких как передача сигналов клетками, баланс гормонов и экспрессия генов, говорит Гонсалес. Это также самый распространенный жирорастворимый витамин в коже, что делает его незаменимым для поддержания здоровья кожи.

    Естественно, ваше тело не может вырабатывать витамин Е, поэтому вам необходимо получать его с пищей или добавками. Большинство людей получают достаточное количество витамина Е с пищей, поэтому настоящий дефицит встречается довольно редко. (Он содержится в таких источниках, как миндаль, пшеничные отруби, семена подсолнечника, шпинат и брокколи.) Тем не менее, вы можете не получать достаточно, чтобы оптимизировать преимущества для кожи, а это означает, что вы можете подумать о поиске добавки с витамином Е, а также о его местном применении.

    Реклама

    Это объявление отображается с использованием стороннего контента, и мы не контролируем его функции доступности.

    1.

    Витамин Е поддерживает коллаген изнутри.*

    Потребление достаточного количества витамина Е обеспечивает внутренний подход к здоровой коже. Во-первых, потребление витамина Е защищает от образования поперечных связей коллагена, процесса, который играет роль в старении кожи.* Когда коллаген сшивается, он становится твердым и жестким, что приводит к повреждению. Он также помогает управлять кожным барьером, который защищает организм от раздражителей, аллергенов и избыточной потери воды.* 

    Он также обладает антиоксидантными свойствами.* радикалов», — говорит Гонсалес.* Он делает это, отдавая электрон свободным радикалам, что нейтрализует молекулярных нарушителей спокойствия. И, по словам Моники Ауслендер Морено, М.S., RD, LDN, это снижает уровень окислительного стресса в организме, процесс, вызывающий воспаление и старение кожи.

    Реклама

    Это объявление отображается с использованием стороннего контента, и мы не контролируем его функции доступности.

    2.

    Справляется с последствиями фотоповреждения.*

    УФ-излучение является значительным источником образования свободных радикалов в коже, отмечает Кэмп. Это может привести к типу повреждения кожи, называемому фотоповреждением, которое вызывает гиперпигментацию, покраснение и изменение текстуры кожи.Он также способствует деградации коллагена и фотостарению или преждевременному старению кожи из-за УФ-излучения. По сути, постоянное воздействие солнечных лучей — это , а не друг вашей кожи.

    Антиоксидантные свойства витамина Е могут обеспечить щедрую дозу фотозащиты.* Это очень важно, так как ваша кожа имеет место в первом ряду на солнечном шоу. И хотя витамин Е не заменяет ваш обычный солнцезащитный крем, он, безусловно, может повысить уровень вашей защиты.* 

    3.Он помогает справиться с воспалением кожи.*

    Поскольку витамин Е является антиоксидантом, он также облегчает воспаление как наружно, так и внутрь. В качестве объяснения: окислительный стресс и воспаление имеют симбиотические отношения, то есть они буквально подпитывают друг друга. В частности, окислительный стресс активирует определенные молекулярные пути, которые запускают воспаление. Это привлекает иммунные клетки к месту воспаления, что еще больше вызывает окислительный стресс.

    Однако с витамином Е на картинке вы можете помочь подавить воспаление.* «Использование витамина Е может помочь справиться с признаками воспаления, такими как покраснение и отек, за счет снижения выработки медиаторов воспаления, таких как простагландины и интерлейкины», — говорит Кэмп. * Его противовоспалительное действие на кожу может также помочь предотвратить повреждение кожи после воздействие солнечного света.*  

    Реклама

    Это объявление отображается с использованием стороннего контента, и мы не контролируем его функции доступности.

    4.

    Это может увлажнить кожу.

    В сообществе дерматологов местный витамин Е почитается за его мощные увлажняющие свойства.На самом деле, вы, скорее всего, найдете его в большинстве средств по уходу за кожей, от ночных кремов до несмываемых масок. Многие люди даже добавляют масло с витамином Е в свои домашние рецепты красоты благодаря неподтвержденным преимуществам, которые сохранялись на протяжении многих лет.

    Тем не менее, механизмы увлажняющего эффекта витамина Е неясны, говорит Кэмп. Это может быть связано с тем, как он накапливается в липидной матрице внешнего слоя эпидермиса, называемого роговым слоем. Также вероятно, что витамин накапливается в сальных железах, когда его наносят на кожу.Несмотря на это, люди сообщают об больших успехах, используя витамин Е в качестве увлажняющего средства. Это может быть то, что нужно вашей коже, если она чувствует себя сухой и стянутой.

    5.

    При местном применении может способствовать заживлению ран.

    По неофициальным данным, местное применение витамина Е может ускорить заживление ран. Люди также используют его, чтобы облегчить зуд и уменьшить появление шрамов, в том числе из-за прыщей или хирургического вмешательства. И хотя нет убедительных научных доказательств, подтверждающих эти эффекты, предполагается, что это может быть связано с противовоспалительными способностями витамина Е.Питательное вещество может также способствовать образованию рубцов во время заживления, взаимодействуя с липидами в клеточных мембранах.

    Реклама

    Это объявление отображается с использованием стороннего контента, и мы не контролируем его функции доступности.

    Почему его следует сочетать с витамином С

    Нет сомнений в том, что витамин Е — впечатляющее соединение. Но если вы хотите воспользоваться всеми преимуществами (а затем и некоторыми), лучше всего использовать его с витамином С, его водорастворимым соучастником.«В сочетании витамины С и Е образуют мощную антиоксидантную комбинацию», — объясняет Кэмп. «Вместе они способны более эффективно устранять повреждения, вызванные УФ-излучением, чем [когда они используются по отдельности]».

    Вот что стоит за этой мощной парой: витамин С регенерирует витамин Е после того, как последний нейтрализует свободные радикалы. Это дополнительно снижает окислительное повреждение клеточных мембран. Между тем, «витамин Е помогает стабилизировать витамин С и предотвращает его быстрое разложение», — говорит Кэмп. Итак, если вы хотите использовать витамин Е, не забудьте также пригласить витамин С на вечеринку.

    Что еще вам нужно знать?

    Как и любая другая пищевая добавка или продукт для местного применения, витамин Е имеет свои собственные меры предосторожности: Вы не должны потреблять чрезвычайно высокие дозы витамина Е, любое количество выше 400 международных единиц (МЕ) в день. «Поскольку витамин Е является жирорастворимым и может накапливаться в жировых тканях, существует более высокий риск токсичности», — говорит Морено. Это может вызвать побочные эффекты, такие как тошнота, кишечные спазмы, слабость и диарея.

    И хотя это редкость, витамин Е для местного применения также может вызывать такие реакции, как контактный дерматит или крапивница.Если у вас чувствительная кожа, всегда проверяйте новые продукты или масла на предплечье, прежде чем использовать их на лице.

    Суть:

    Витамин Е популярен по многим причинам, как для наружного, так и для внутреннего применения. Этот антиоксидант не только помогает бороться с окислительным стрессом, успокаивает воспаление, местно увлажняет и способствует здоровому старению, но и хорошо сочетается с другими питательными веществами, такими как витамин С. Это особенно важно, когда речь идет о выработке коллагена в организме, поскольку витамин C и E помогут управлять способностью вашего организма стабилизировать и вырабатывать коллаген.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.