مروری بر نقش محرک‌های زیستی و غیر‌زیستی در افزایش بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه گیاه پروانش (catharanthus roseus (linn.) g. don)

مقدمه: بر اساس آخرین بررسی‌های آماری و اپیدمیولوژیک در ایران، سرطان بعد از بیماری‌های قلبی - عروقی و حوادث، سومین عامل مرگ و میر به شمار می‌آید. دو آلکالوئید وین‌بلاستین و وین‌کریستین که عمدتاً در بخش هوایی گیاه پروانش تولید می‌شوند، به صورت وسیعی در درمان تومورهای انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از روش‌های زیست‌فناوری برای افزایش تولید این آلکالوئید‌ها یک امر ضروری به شمار می‌رود. با توجه به تنظیم‌پذیر بودن مسیر بیوسنتز آلکالوئیدهای ایندول ترپنوئیدی (tias)‌، تغییر در غلظت پیش‌ماده‌ها و آنزیم‌ها توسط محرک‌های زیستی و غیر‌زیستی می‌تواند رویکرد مهم در این زمینه باشد. این محرک‌ها از طریق القاء سیستم ایمنی گیاه پروانش باعث تحریک بیوسنتز و انباشت متابولیت‌های وین‌بلاستین و وین‌کریستین می‌شوند. هدف: در این مطالعه استفاده از محرک‌های زیستی و غیر‌زیستی بر روی مسیر بیوسنتز آلکالوئیدهای ایندول ترپنوئیدی جهت بهبود تولید این متابولیت‌ها مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. روش بررسی: در این مطالعه با استفاده از کلید واژه‌های مناسب در موتورهای جستجوگر، مقالات مناسب انتخاب شد. نتایج: بررسی مطالعات انجام شده نشان داد که محرک‌های زیستی و غیرزیستی ابزار موثری در افزایش تولید متابولیت های با ارزش در گیاه پروانش می‌باشد. نتیجه‌گیری: بر اساس مطالعات ما این مقاله اولین مقاله در زمینه مرور اثرات تحریک‌کننده‌ها بر تولید وین‌بلاستین و وین‌کریستین می‌باشد و می‌تواند در روشن کردن مسیر آینده تحقیقات در این زمینه مفید باشد.

Review of abiotic and biotic elicitors’ roles in secondary metabolites biosynthesis of periwinkle (Catharanthus roseus (Linn.) G. Don)

Background: Based on recent statistical survey, the cancer is the third important factor in Iran mortality. Vinblastine and vincristine alkaloids are dominantly biosynthesized in the aerial parts of periwinkle, broadly applied for cancer treatment. Therefore, over production of these alkaloids by using the biotechnological approaches is inevitable. Since the terpenoid indole alkaloids (TIAS) biosynthesis pathway is adjustable, modification of underlying substrate and enzymes concentration by biotic and abiotic elicitors are important approaches for overproduction of these metabolites. Abiotic and biotic are induced the immune systems of periwinkle and subsequently increased the biosynthesis and accumulation of vinblastine and vincristine. Objective : In this study, we reviewed and discussed the impacts of different abiotic and biotic elicitors on TIAS biosynthesis and consequent secondary metabolites over production. Methods: In current study, using related keywords, eligible papers were identified using search motors such as Google and Scopus. Results: Our study indicated that biotic and abiotic elicitors are versatile tools for overproduction of valuable metabolites in periwinkle. Conclusion: Based on our knowledge this is the first study on the reviewing of the different elicitors on vinblastine and vincristine and it will be more helpful in the future studies.