SPERMIDINE được làm bằng gì?

Bột tinh trùng tinh khiếtLà một hợp chất polyamine xuất hiện tự nhiên, có vai trò quan trọng trong sự phát triển, tăng sinh và lão hóa . như một phân tử hoạt tính sinh học được tìm thấy trong tất cả các sinh vật sống, tinh trùng là điều cần thiết để duy trì cân bằng nội môi tế bào và tuổi thọ {{1}

Cấu trúc hóa học của tinh trùng

Bột tinh trùng tinh khiết là một hợp chất hữu cơ thuộc họ polyamine-một nhóm các phân tử được đặc trưng bởi nhiều nhóm chức năng amin (-NH₂) . Công thức hóa học của nó là:

C₇H₁₉N₃

Nó bao gồm một chuỗi carbon tuyến tính với ba nhóm amin cách nhau [1] . Cụ thể, spermidine được cấu trúc như:

H₂n- (ch₂) ₃-NH- (ch₂) ₄-NH

Cấu trúc này bao gồm:

• Một đoạn 1, 3- diaminopropane ở một đầu .

• Một phần 1, 4- diaminobutane (putrescine) làm lõi .

• Một amin thứ cấp (-NH-) liên kết hai .

Thành phần này mang lại cho tinh trùng bản chất cation (tích điện dương) của nó ở pH sinh lý, cho phép nó tương tác với các phân tử tích điện âm như DNA, RNA và phospholipids .}

Làm thế nào được hình thành tinh trùng trong tự nhiên?

SPERMIDINE không được tổng hợp trực tiếp từ một hợp chất duy nhất; Thay vào đó, nó được sản xuất thông qua một con đường sinh tổng hợp được điều chỉnh cẩn thận liên quan đến một số phân tử trung gian và enzyme . Hai tiền chất chính liên quan đến sự hình thành tinh trùng là putrescine và decarboxylated s-adenosylmethionine (dcsam)

Putrescine (c₄h₁₂n₂) là một diamine đơn giản bắt nguồn từ axit amin ornithine . sự chuyển đổi này được xúc tác bởi enzyme ornithine decarboxylase (ODC) và polyamine đầu tiên được hình thành trong chuỗi trao đổi chất này .

Đồng thời, một phân tử khác được gọi là S-adenosylmethionine (SAM) đã trải qua quá trình giải mã bởi SAM decarboxylase (SAMDC) để tạo ra DCSAM, một phân tử năng lượng cao tặng một nhóm aminopropyl trong quá trình tổng hợp polyamine cao hơn [2]

Bước cuối cùng trong sinh tổng hợp tinh trùng được thực hiện bởi enzyme spermidine synthase (SPDS) . Trong phản ứng này, nhóm aminopropyl từ DCSAM được chuyển sang putrescine, tạo thành tinh trùng .}}}}}

Quá trình sinh tổng hợp nhiều bước này được bảo tồn cao giữa các sinh vật sống, bao gồm vi khuẩn, nấm, thực vật và động vật-người bao gồm . trong các tế bào nhân chuẩn Biểu hiện gen, hỗ trợ tăng sinh tế bào và cảm ứng của autophagy, một cơ chế quan trọng để xóa các thành phần tế bào bị hư hỏng .

Với tầm quan trọng của nó trong việc duy trì sức khỏe và tuổi thọ của tế bào, cơ thể kiểm soát cẩn thận tổng hợp tinh trùng dựa trên nhu cầu trao đổi chất, giai đoạn phát triển và tín hiệu môi trường . Điều này đảm bảo rằng các tế bào duy trì sự cân bằng tối ưu của polyamine cần thiết để tăng trưởng, sửa chữa và sống sót .

Tinh trùng trong cơ thể con người

Bột tinh trùng tinh khiết được tổng hợp bên trong các tế bào của con người và cũng được hấp thụ qua đường tiêu hóa khi được tiêu thụ từ thực phẩm . Một khi bên trong cơ thể, tinh trùng:

Nó được lưu trữ trong các mô như gan, thận, lách và niêm mạc ruột, và phân bố trong máu .

Làm thế nào nó được thực hiện thương mại?

 

Việc sản xuất thương mại của bột tinh trùng tinh khiết bao gồm ba phương pháp chính: khai thác từ các nguồn tự nhiên, tổng hợp hóa học và lên men vi sinh vật . Mỗi phương pháp có những ưu điểm và thách thức của nó, tùy thuộc vào ứng dụng dự định, chẳng hạn như bổ sung chế độ ăn uống, mỹ phẩm hoặc nghiên cứu dược phẩm {1

Khai thác từ các nguồn tự nhiên

Một trong những phương pháp phổ biến nhất để có được bột tinh trùng tinh khiết là chiết xuất thực vật, đặc biệt là từ các vật liệu giàu polyamines . bao gồm mầm lúa mì, đậu nành và nấm . Quá trình chung liên quan đến:

• Chuẩn bị nguyên liệu thô:

Làm sạch và mài vật liệu thực vật để tăng diện tích bề mặt .

• Khai thác dung môi:

Sử dụng nước, ethanol hoặc hỗn hợp để trích xuất tinh trùng từ ma trận thực vật .

• Lọc và tập trung:

Loại bỏ chất rắn thực vật và cô đặc chiết xuất chất lỏng .

• Tinh chế:

Sử dụng các kỹ thuật như sắc ký trao đổi ion hoặc lọc màng để phân lập tinh trùng với độ tinh khiết cao .

Mặc dù phương pháp này sử dụng các nguồn tự nhiên và được coi là nhãn sạch, nồng độ của tinh trùng trong thực vật tương đối thấp, khiến sản xuất quy mô lớn tốn nhiều nguồn lực hơn và ít nhất quán hơn .}

Tổng hợp hóa học

Bột tinh trùng số lượng lớn cũng có thể được sản xuất thông qua hóa học hữu cơ tổng hợp trong môi trường phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp .

Quá trình thường liên quan đến:

• Phản ứng kiềm hóa và amination từng bước, trong đó putrescine hoặc diamines tương tự được sửa đổi về mặt hóa học để xây dựng phân tử tinh trùng [7] .

• Sử dụng các chất trung gian phản ứng và kiểm soát môi trường nghiêm ngặt để đảm bảo hiệu quả phản ứng và độ tinh khiết của sản phẩm [6] .

Tuy nhiên, tổng hợp hóa học không được áp dụng rộng rãi cho sản xuất quy mô lớn do chi phí cao, độ phức tạp nhiều bước và nhu cầu loại bỏ cẩn thận các dung môi còn lại hoặc các sản phẩm phụ . Nó chủ yếu được sử dụng cho tinh trùng cấp nghiên cứu hoặc trong các ứng dụng dược phẩm được điều chỉnh cao

Công nghệ lên men

Công nghệ sinh học hiện đại cho phép sản xuất tinh trùng bằng cách lên men vi sinh vật . Trong quá trình này, các chủng vi khuẩn hoặc nấm men được sử dụng để sản xuất quá mức tinh trùng bằng cách tăng cường con đường sinh học polyamine Phương thức .

Các vi sinh vật được nuôi dưỡng trong các lò phản ứng sinh học được kiểm soát với môi trường giàu chất dinh dưỡng .}

Các enzyme khóa như ornithine decarboxylase và sermidine synthase được biểu hiện quá mức để tăng năng suất .

Nước dùng lên men được lọc và tinh chế để phân lập tinh trùng [4] .

Phương pháp này đang trở thành phương pháp thương mại ưa thích do khả năng mở rộng, thân thiện với môi trường và khả năng sản xuất bột tinh trùng tinh khiết có hoạt tính sinh học cao, phù hợp với sử dụng cấp độ thực phẩm hoặc dược phẩm [5]

 

Ưu điểm của sản xuất hóa học sinh tổng hợp sinh tổng hợp

Phương pháp sinh tổng hợp và lên men được ưa thích để sản xuất bột tinh trùng tinh khiết được sử dụng trong các chất bổ sung và nghiên cứu do độ tinh khiết cao hơn, hoạt động sinh học và tính bền vững

Hiểu những gì tinh trùng được tạo ra cho thấy lý do tại sao nó rất cần thiết cho sức khỏe tế bào, quản lý lão hóa và khoa học dinh dưỡng . với nghiên cứu ngày càng tăng hỗ trợ lợi ích của nó, nhu cầu về chất lượng cao, tinh trùng ổn định- Lão hóa .

Tài liệu tham khảo:

. N-(3- aminopropyl) butane -1, 4- diamine)

.

.

..

.

.

.