小分子のUDP-sugarベースのグリコシル化におけるバイオテクノロジーの進歩

特殊な（二次）代謝産物などの小分子のグリコシル化は、溶解度、安定性、または生物活性に大きな影響を与え、グリコシドを食物添加物、治療薬、栄養補助食品として魅力的な化合物にします。その後、成長する市場需要は、さまざまなバイオテクノロジープロセスの開発を促進しました。これは、in vitro（酵素を使用）またはin vivo（細胞全体を使用して）グリコシドの産生で分割できます。これに関連して、ウリジングリコシルトランスフェラーゼ（UGT）は、さまざまな小分子のレジオおよび立体選択的グリコシル化の有望な触媒として浮上しており、これにより、活性化グリコシルドナーとしてウリジン二リン酸（UDP）糖を使用しています。このレビューは、UGTSを使用して最近開発された生体内生産プロセスの広範な概要を示し、UDP亜鉛植物への主要なルートについて説明します。さらに、相互変換酵素の使用とグリコランドーム化は、異常なまたは新生生物のグリコシドの生産のために強調されています。最後に、UDP砂糖ベースのグリコシル化の技術的課題と将来の傾向が批判的に評価され、要約されています。

Glycosylation of small molecules like specialized (secondary) metabolites has a profound impact on their solubility, stability or bioactivity, making glycosides attractive compounds as food additives, therapeutics or nutraceuticals. The subsequently growing market demand has fuelled the development of various biotechnological processes, which can be divided in the in vitro (using enzymes) or in vivo (using whole cells) production of glycosides. In this context, uridine glycosyltransferases (UGTs) have emerged as promising catalysts for the regio- and stereoselective glycosylation of various small molecules, hereby using uridine diphosphate (UDP) sugars as activated glycosyldonors. This review gives an extensive overview of the recently developed in vivo production processes using UGTs and discusses the major routes towards UDP-sugar formation. Furthermore, the use of interconverting enzymes and glycorandomization is highlighted for the production of unusual or new-to-nature glycosides. Finally, the technological challenges and future trends in UDP-sugar based glycosylation are critically evaluated and summarized.