چشم‌اندازها و پیشرفت در مسیر بیوسنتز کروکوسین و مهندسی متابولیک

کروسین‌ها گروهی از رنگیزه‌های مشتق‌شده از آپوکروتنوئید با ارزش بالا هستند که عمدتاً در کلاله‌های گل زعفران (Crocus sativus) و میوه‌های گل یاسمن گاردنیا (Gardenia jasminoides) تولید می‌شوند و فعالیت‌های دارویی قابل توجهی برای سلامت انسان دارند، مانند ضد سرطان بودن، کاهش خطر تصلب شرایین و پیشگیری از بیماری آلزایمر. با این حال، منابع سنتی کروسین دیگر برای تأمین نیازهای فعلی کافی نیستند. روشن شدن مسیر بیوسنتز کروسین‌ها امکان تولید گسترده کروسین‌ها با روش‌های مهندسی متابولیک سنتزی را فراهم می‌کند.

در این مرور، ما عمدتاً مسیر بیوسنتز کروسین، مسیر زیرسلولی، آنزیم‌های کلیدی مرتبط و مهندسی متابولیک سنتزی آن، و همچنین چالش‌ها و چشم‌اندازهای آن را معرفی می‌کنیم تا مرجعی مفید برای مطالعات بیشتر در زمینه مهندسی متابولیک سنتزی کروسین‌ها ارائه دهیم.

Crocins are a group of highly valuable apocarotenoid-derived pigments mainly produced in Crocus sativus stigmas and Gardenia jasminoides fruits, which display great pharmacological activities for human health, such as anticancer, reducing the risk of atherosclerosis, and preventing Alzheimer’s disease. However, traditional sources of crocins are no longer sufficient to meet current demands. The recent clarification of the crocin biosynthetic pathway opens up the possibility of large-scale production of crocins by synthetic metabolic engineering methods.

In this review, we mainly introduce the crocin biosynthetic pathway, subcellular route, related key enzymes, and its synthetic metabolic engineering, as well as its challenges and prospects, with a view to providing useful references for further studies on the synthetic metabolic engineering of crocins.