Estudios sobre la biosíntesis del metabolito secundario verbascósido en cultivos en suspensión de Buddleja cordata Pubblico Deposited
Buddleja cordata Kunth ‘tepozan’ is a species widely distributed in México where its leaves, baks and roots are used in traditional medicine to treat a wide variety of ailments. Its therapeutic properties have been attributed to phenolic compounds including verbascoside. Numerous studies related to the biological and pharmacological attributes of verbascoside, reinforces its significance for its industrial application. The chemical synthesis of the compound has been achieved but is not affordable; additionally, its biosynthesis has not been fully elucidated. Previously, callus and cell suspension cultures of B. cordata were established. However, product concentrations obtained are insufficient to satisfy verbascoside pharmacological and industrial demands. In this work, verbascoside production was increased through two biotechnological strategies: eliciting cell cultures with methyl jasmonate and feeding cultures with L-phenylalanine as a precursor. Subsequently, chemical and molecular information was generated on some key enzymes involved in verbascoside biosynthetic pathway. Finally, metabolomic profiles of cultures treated with methyl jasmonate, L-phenylalanine and enzyme inhibitors were obtained. Results obtained in this thesis allowed to increase the production of verbascoside at the flask level; besides, molecular and chemical experiments let the identification of phenylalanine ammonia lyase, polyphenol oxidase and tyrosine/dopamine decarboxylase, all of them enzymes involved in the biosynthesis of verbascoside. Also, metabolomic analysis enabled the identification of echinacoside, coumarin, and syringic acid none of which have been previously reported in B. cordata.
Buddleja cordata Kunth ‘tepozán’ es una especie ampliamente distribuida en el territorio mexicano donde sus hojas, corteza y raíces son empleadas por la medicina tradicional contra diversos malestares y padecimientos. Sus propiedades terapéuticas han sido atribuidas a compuestos de naturaleza fenólica, incluyendo al metabolito verbascósido. Diversos estudios relacionados con las acciones biológicas y farmacológicas del verbascósido han demostrado que posee una gran cantidad de propiedades considerables desde el punto de vista industrial. La síntesis química del compuesto ha sido lograda pero no resulta costeable; además, su biosíntesis no ha sido completamente dilucidada. Previamente, se establecieron cultivos de callo y de células en suspensión de B. cordata. Sin embargo, las concentraciones de producto obtenidas son insuficientes para satisfacer las necesidades farmacológicas e industriales del compuesto. En este trabajo, mediante un par de estrategias biotecnológicas: elicitación de cultivos celulares con metil jasmonato y alimentando los cultivos con L-fenilalanina como precursor, se incrementó la producción del compuesto. Posteriormente, se generó información química y molecular sobre algunas de las enzimas clave implicadas en la ruta biosintética del verbascósido incluyendo fenilalanina amonio liasa ‘PAL’, polifenol oxidasa ‘PPO’ y Tirosina/Dopa decarboxilasa ‘Tir/DopaDC’. Finalmente, se obtuvieron perfiles metabolómicos de cultivos tratados con metil jasmonato, L-fenilalanina e inhibidores enzimáticos. Los resultados obtenidos en esta tesis permitieron aumentar la producción de verbascósido a nivel de matraz y, por otro lado, aportaron información valiosa sobre la biosíntesis del compuesto. Además, el estudio metabolómico permitió identificar los compuestos equinacósido, cumarina y ácido siríngico, ninguno de los cuales ha sido previamente reportado en B. cordata.
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