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合成生物学先进的天然产物发现
摘要：多种细菌、真菌和植物均可产生具有生物活性的次级代谢产物，即天然产物。随着DNA测序技术和生物信息学的快速发展，大量可能的生物合成基因簇被报道。然而，迄今为止发现的天然产物数量有限，因为大多数生物合成基因簇在常规实验室条件下不表达或表达水平极低。随着合成生物学的快速发展，先进的基因组挖掘和工程策略不断涌现，为天然产物的发现提供了新的机会。本文讨论了近年来可加速天然产物发现的设计、构建、测试和学习（DBTL）周期的研究进展，并展望了未来研究方向的趋势和关键挑战。
发酵产物形成的代谢能量节约
利用微生物从碳水化合物中生产大宗化学品和生物燃料，与低成本的化石燃料生产形成竞争。为了限制生产成本，需要高滴度、高生产率，尤其是高产量。这就要求参与产品形成的代谢网络必须是氧化还原中性的，并保存代谢能量以维持生长和维持。在这里，我们回顾了可用于节约能源和防止不必要能量消耗的机制。首先，概述了现有糖基发酵过程中的 ATP 生产。描述了底物水平磷酸化 (SLP) 和所涉及的激酶反应。基于这些反应的热力学，我们探索是否可以将其他激酶催化反应应用于 SLP。离子动力的产生是另一种节约代谢能量的方法。我们举例说明了碳碳双键还原、脱羧和氧化还原辅因子之间的电子转移如何支持离子动力的产生。从更广泛的角度来看，讨论了氧化还原电位与能量守恒之间的关系。我们描述了如何通过使用 CoA 转移酶和转羧酶来减少辅酶 A (CoA) 和 CO 2 结合所需的能量输入。糖和发酵产物的运输可能需要代谢能量输入，但可以使用替代运输系统来
包裹开发的 - - 贝型菌丝产物...
basidiomycota是真菌的大型且多样的门。它们可以制造生物活性代谢产物，或者启发了抗生素和农业化学物质的合成。萜类化合物是该分类单元中遇到的最丰富的天然产品类别。已经描述了其他天然产物类别，包括聚酮化合物，肽和吲哚生物碱。基本菌真菌对天然产物的发现和研究已被妨碍了杂物因子，其中包括其缓慢的生长和复杂的基因组结构。基因组和代谢组研究工具的最新发展使研究人员可以更轻松地处理基本菌真菌的次级代谢组。廉价的长读全基因组测序可以使高质量的基因组组装，从而改善了可以预测天然产物基因簇的支架。基于CRISPR/CAS9的基于基础菌进行真菌的工程已被描述，并将在将天然产品与其遗传决定因素联系起来中起重要作用。已经开发了基因瘤基因和基因簇异源表达的平台，从而实现了自然产物生物合成研究。分子网络分析和公开可用的天然产品数据库有助于数据消除和自然产品表征。这些技术进步的结合促使人们从基质菌真菌发现自然产品发现的兴趣恢复了兴趣。
天然产物是三阴性乳腺癌的一部分
三阴性乳腺癌 (TNBC) 仍然是复发率和死亡率最高的乳腺癌亚型。TNBC 的治疗可能具有挑战性，因为该疾病具有不同的分子亚型。有各种治疗方案可供选择，例如化疗、免疫疗法、放射疗法和手术。化疗是这些方案中最常见的。化疗的严重副作用严重限制了其使用。长期毒性会影响大多数乳腺癌幸存者，显著降低他们的生活质量。免疫疗法会引起多种毒性作用，称为免疫相关不良事件 (IRAE)。这就需要寻找治疗三阴性乳腺癌的替代方法。该领域越来越多的研究集中在基于从天然来源获得的化合物的单一或联合疗法上。姜黄素、白藜芦醇和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯等天然产物，具有其作用机制和抗肿瘤特性，是众多研究的主题。
学习变种式 - 产物关系和变量 -
我们介绍了VARM，va riant r Elationship m atcher策略，以识别电子商务目录中的一对变体产品。实体解决方案的传统定义与产品提及是否是指相同的基础产品。但是，这未能捕获对电子商务应用程序至关重要的产品关系，例如在同一网页上列出的相似但不相同的产品或共享评论。在这里，我们制定了一种在变体产品关系中的新型实体分辨率，以捕获这些相似的电子商务产品链接。与传统的定义相反，新定义既需要识别两个产品是彼此的变体匹配，以及它们之间有什么变化的属性。为了满足这两个要求，我们制定了一种利用编码和生成AI模型的优势的策略。首先，我们构建了一个捕获网页产品链接的数据集，并因此构建了产品关系，以训练编码LLM以预测任何给定的产品的变体匹配。第二，我们使用抹布提示了一代LLM，以在变体产品组之间提取变异和共同属性。为了验证我们的战略，我们使用世界领先的电子商务零售商之一的真实数据评估了模型性能。结果表明，我们的策略超出了替代解决方案，并为利用这些新型产品关系的方式铺平了道路。
病原体代谢产物检查点：NHR在后卫上
如何区分有益与微生物的有害相互作用？生物体使用多种方式来了解它们何时被感染。一个人不依赖于直接检测病原体，而是依赖于感染的后果。果蝇有一个惊人的例子，当真菌蛋白酶通过裂解内源性固定前体Spaetzle（2）来激活Toll信号通路（2）。此类检测系统是多种多样的。在秀丽隐杆线虫中，例如，顶端细胞外基质的破坏或核糖体，线粒体或核仁功能的扰动会通过或多或少理解的机制导致防御基因的表达（3，4）。并行，生物具有不同的模式识别受体（PRR），直接识别非自我。例如，在哺乳动物中，这可以通过类似收费的受体（TLR）。这些结合了一系列原型微生物部分，包括革兰氏阴性细菌的LPS。肽聚糖，另一种细菌细胞壁成分，由昆虫和点头样受体中的PGRP受体和哺乳动物中的TLR2检测到。奇怪的是，除了检测病毒双链RNA外，尽管进行了激烈的研究，但在秀丽隐杆线虫中仍缺乏直接病原体识别的例子（3）。Peterson等人的论文。在本期免疫力中，部分填充了该空隙，因为它描述了秀丽隐杆线虫中的新型PRR，秀丽隐杆线虫是一种检测特定有毒细菌代谢物的核激素受体（NHR）。
自身抗性基因定向天然产物发现的最新进展
天然产物 (NP) 是人类治疗剂和杀虫剂的重要来源。为了防止生物活性 NP 造成自我伤害，一些微生物生产者使用自我抗性基因来保护自己。一种有效的策略是使用自我抗性酶 (SRE)，它是原始代谢酶的轻微突变版本，对有毒 NP 具有抗性但仍具有功能性。基因簇中 SRE 的存在可以作为该途径合成的 NP 生物活性的预测窗口。在此重点中，我们总结了利用自我抗性基因进行保护的 NP 生物合成途径的代表性示例。基于自我抗性基因识别的最新发现有助于弥合 NP 发现和功能分配的活性引导方法和基因组驱动方法之间的差距。
人工智能在天然产物研究中的应用综述
Rodríguez, L., de Pedro, N., Gómez-Pérez, V., Valente, M., Reyes, F., Genilloud, O., Vicente, F., Castanys, S., Ruiz-Pérez, L. M., Navarro, M., Gamarro, F., & González-Pacanowska, D. (2015).基于天然产物的高通量筛选平台，用于发现针对 3 种被忽视的热带疾病的药物：非洲人类锥虫病、利什曼病和恰加斯病。SLAS Discovery , 20 (1), 82–91.https://doi.org/10.1177/1087057114555846
天然产物的生物医学潜力来自选定的坦桑尼亚植物：
抽象天然产品已用于治疗多种疾病已有数千年的历史，并用作改善生计的药物铅化合物的来源。本文介绍了从八种植物物种土著到坦桑尼亚分离的选择天然产物的生物医学潜力的综述。审查涵盖了2010年至2023年之间发表的研究工作，并确定了33种具有来自坦桑尼亚植物的药理特性的天然产品。这些生物活性天然产物与其他类似的化合物讨论了从相同或不同植物物种其他地方隔离的其他类似化合物，以进一步了解现代医学中潜在应用的信息，该信息基于从在线搜索的不同数据库中获得的信息，包括化学摘要，Google Scholar，Medline，PubMed，PubMed和Science直接使用不同的关键单词或短语。审查包括来自Erythrina Schliebenii（Fabaceae）的抗结核，抗癌和神经保护性类黄酮，抗结尾和抗氧化代谢物来自三种红树林物种Heritiera Littoralis（sterculiaceae）（sterculiaceae），木质酸脂肪酸脂肪酸（Meliaceaeae）（Meliaceaeae）（Meliaceaeaeeaeaeaeaeaeaeaeae）（Meliaceae）（Meliaceaeae）（son）（son）。该综述还涵盖了来自Morinda Asteroscepa（Rubiaceae）的抗血状s虫类固醇和虹膜，，来自两个OCHNA物种（OCHNACEAE）的抗菌双脱藻类动物，抗病毒和抗血管疾病的抗血统二甲苯二苯甲酸酯，来自Croton kloton klorbiaceaeeee klorbiaceaeeee anthorbiaceaeeee and euphorbiaceee和其他其他构成。这些植物中的大多数在坦桑尼亚罕见，流行或接近流行。必须阐明铅化合物的作用模式，并针对有针对性的疾病治疗进行临床研究。Of these natural products, the catechinoid 13 (IC 50 4.5 µg/mL) was four times more active than the positive control towards radical scavenging, the biflavonoid 31 (MIC 2.2 μM) was more potent in antibacterial assay than the standard drug, whereas diterpenoids 34-36 demonstrated strong anti-proliferative effect against the malaria parasite Plasmodium falciparum （80-100％，50μm），使他们有望进行药物开发。审查论证了与实现生物医学剂的全部潜力相关的挑战，例如可伸缩性，毒性，溶解度和生物利用度，从而呼吁协同的研究努力解决它们，以解决他们在自然产物中占有依靠药物开发的潜力。关键词：坦桑尼亚植物群；抗原；抗癌；抗氧化剂；抗病毒物质;抗菌；神经保护；抗炎简介
天然产物作为抗癌剂并通过基于机制的精准方法增强其功效
传统药物及其活性成分以及一些天然产物和衍生类似物已被用于治疗多种疾病，包括癌症。在这些化合物中，细胞毒性剂如博来霉素、紫杉醇和长春新碱可阻断癌细胞生长所需的基本途径和基因，这些药物具有多种临床应用。膳食酚类化合物（包括黄酮类化合物和相关化合物）具有多种健康益处，然而，大多数在临床前研究中显示出良好抗癌活性的个体膳食化合物和其他天然产物的临床效果极小，对癌症尤其如此。由于药代动力学考虑和摄取有限（例如姜黄素），许多化合物在临床试验中表现不佳，这些问题是可以解决的。黄酮类化合物和许多其他天然产物衍生的抗癌化合物的临床效果也可以通过更有针对性的方法得到增强。这将包括识别特定癌症中的显著反应/基因或靶点，然后确定最佳化合物。在这篇评论中，我讨论了有限数量的靶标，包括非致癌基因成瘾基因，例如 Sp 转录因子、活性氧 (ROS) 或孤儿核受体 4A (NR4A) 亚家族。因此，对这些反应最有效的化合物只能用于治疗 ROS 诱导或高表达靶标（例如 Sp1 或 NR4A 亚家族成员）的患者。基于机制的精准医疗方法应能提高饮食和相关天然产品作为抗癌剂的临床疗效，并减少某些联合疗法的毒副作用。