Published November 27, 2015 | Version v1
Publication Open

A Decade of Molecular Understanding of Withanolide Biosynthesis and In vitro Studies in Withania somnifera (L.) Dunal: Prospects and Perspectives for Pathway Engineering

Description

Withania somnifera, a multipurpose medicinal plant is a rich reservoir of pharmaceutically active triterpenoids that are steroidal lactones known as withanolides. Though the plant has been well-characterized in terms of phytochemical profiles as well as pharmaceutical activities, limited attempts have been made to decipher the biosynthetic route and identification of key regulatory genes involved in withanolide biosynthesis. This scenario limits biotechnological interventions for enhanced production of bioactive compounds. Nevertheless, recent emergent trends vis-à-vis, the exploration of genomic, transcriptomic, proteomic, metabolomics, and in vitro studies have opened new vistas regarding pathway engineering of withanolide production. During recent years, various strategic pathway genes have been characterized with significant amount of regulatory studies which allude toward development of molecular circuitries for production of key intermediates or end products in heterologous hosts. Another pivotal aspect covering redirection of metabolic flux for channelizing the precursor pool toward enhanced withanolide production has also been attained by deciphering decisive branch point(s) as robust targets for pathway modulation. With these perspectives, the current review provides a detailed overview of various studies undertaken by the authors and collated literature related to molecular and in vitro approaches employed in W. somnifera for understanding various molecular network interactions in entirety.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

معانيا سومنيفيرا، النبات الطبي متعدد الأغراض هو خزان غني من ترايتيربينويدس النشطة صيدلانيا التي هي اللاكتونات الستيرويدية المعروفة باسم ويثانوليدس. على الرغم من أن النبات قد تم توصيفه بشكل جيد من حيث الملامح الكيميائية النباتية وكذلك الأنشطة الصيدلانية، فقد بذلت محاولات محدودة لفك تشفير مسار التخليق الحيوي وتحديد الجينات التنظيمية الرئيسية المشاركة في التخليق الحيوي للويثانوليد. يحد هذا السيناريو من تدخلات التكنولوجيا الحيوية لتعزيز إنتاج المركبات النشطة بيولوجيًا. ومع ذلك، فإن الاتجاهات الناشئة الأخيرة فيما يتعلق باستكشاف الجينوم، والنسخ، والبروتين، وعلم الأيض، والدراسات المختبرية فتحت آفاقًا جديدة فيما يتعلق بهندسة المسارات لإنتاج الأنيمول. خلال السنوات الأخيرة، تميزت العديد من جينات المسار الاستراتيجي بكمية كبيرة من الدراسات التنظيمية التي تشير إلى تطوير الدوائر الجزيئية لإنتاج المواد الوسيطة الرئيسية أو المنتجات النهائية في المضيفات غير المتجانسة. كما تم تحقيق جانب محوري آخر يغطي إعادة توجيه التدفق الأيضي لتوجيه تجمع السلائف نحو الإنتاج المعزز للويثانوليد من خلال فك تشفير نقطة(نقاط) الفرع الحاسمة كأهداف قوية لتعديل المسار. من خلال وجهات النظر هذه، تقدم المراجعة الحالية نظرة عامة مفصلة على الدراسات المختلفة التي أجراها المؤلفون والأدبيات المجمعة المتعلقة بالمناهج الجزيئية والمختبرية المستخدمة في W. somnifera لفهم تفاعلات الشبكة الجزيئية المختلفة بالكامل.

Translated Description (French)

Withania somnifera, une plante médicinale polyvalente, est un riche réservoir de triterpénoïdes pharmaceutiquement actifs qui sont des lactones stéroïdiennes connues sous le nom de withanolides. Bien que la plante ait été bien caractérisée en termes de profils phytochimiques ainsi que d'activités pharmaceutiques, des tentatives limitées ont été faites pour déchiffrer la voie de biosynthèse et l'identification des gènes régulateurs clés impliqués dans la biosynthèse des withanolides. Ce scénario limite les interventions biotechnologiques pour une production accrue de composés bioactifs. Néanmoins, les tendances émergentes récentes en ce qui concerne l'exploration de la génomique, de la transcriptomique, de la protéomique, de la métabolomique et des études in vitro ont ouvert de nouvelles perspectives concernant l'ingénierie des voies de production du withanolide. Au cours des dernières années, divers gènes de voies stratégiques ont été caractérisés par un nombre important d'études réglementaires qui font allusion au développement de circuits moléculaires pour la production d'intermédiaires clés ou de produits finaux chez des hôtes hétérologues. Un autre aspect essentiel couvrant la redirection du flux métabolique pour canaliser le pool de précurseurs vers une production accrue de withanolide a également été atteint en déchiffrant le (s) point(s) de ramification décisif (s) en tant que cibles robustes pour la modulation de la voie. Avec ces perspectives, la présente revue fournit un aperçu détaillé des diverses études entreprises par les auteurs et de la littérature compilée relative aux approches moléculaires et in vitro utilisées chez W. somnifera pour comprendre les diverses interactions des réseaux moléculaires dans leur intégralité.

Translated Description (Spanish)

Withania somnifera, una planta medicinal multipropósito, es un rico reservorio de triterpenoides farmacéuticamente activos que son lactonas esteroideas conocidas como withanólidos. Aunque la planta se ha caracterizado bien en términos de perfiles fitoquímicos y actividades farmacéuticas, se han realizado intentos limitados para descifrar la ruta biosintética y la identificación de genes reguladores clave involucrados en la biosíntesis de withanólidos. Este escenario limita las intervenciones biotecnológicas para mejorar la producción de compuestos bioactivos. Sin embargo, las tendencias emergentes recientes con respecto a la exploración de estudios genómicos, transcriptómicos, proteómicos, metabolómicos e in vitro han abierto nuevas perspectivas con respecto a la ingeniería de vías de producción de withanolida. Durante los últimos años, se han caracterizado varios genes de vías estratégicas con una cantidad significativa de estudios regulatorios que aluden al desarrollo de circuitos moleculares para la producción de intermedios clave o productos finales en huéspedes heterólogos. Otro aspecto fundamental que cubre la redirección del flujo metabólico para canalizar el grupo de precursores hacia una mayor producción de withanolida también se ha logrado descifrando puntos de ramificación decisivos como objetivos sólidos para la modulación de la ruta. Con estas perspectivas, la revisión actual proporciona una descripción detallada de varios estudios realizados por los autores y literatura recopilada relacionada con los enfoques moleculares e in vitro empleados en W. somnifera para comprender varias interacciones de redes moleculares en su totalidad.

Files

pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2574cad646cd65805c74cf627d684ea4
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عقد من الفهم الجزيئي للتركيب الحيوي للويثانوليد والدراسات المختبرية في ويثانيا سومنيفيرا (L.) دونال: آفاق ووجهات نظر لهندسة المسار
Translated title (French)
A Decade of Molecular Understanding of Withanolide Biosynthesis and In vitro Studies in Withania somnifera (L.) Dunal : Prospects and Perspectives for Pathway Engineering
Translated title (Spanish)
A Decade of Molecular Understanding of Withanolide Biosynthesis and In vitro Studies in Withania somnifera (L.) Dunal: Prospects and Perspectives for Pathway Engineering

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2196773559
DOI
10.3389/fpls.2015.01031

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W145333939
  • https://openalex.org/W1530292233
  • https://openalex.org/W153913851
  • https://openalex.org/W155715949
  • https://openalex.org/W1580875586
  • https://openalex.org/W1608136817
  • https://openalex.org/W178475022
  • https://openalex.org/W1841364166
  • https://openalex.org/W1912870130
  • https://openalex.org/W1964483457
  • https://openalex.org/W1964598942
  • https://openalex.org/W1966881006
  • https://openalex.org/W1971385873
  • https://openalex.org/W1972259570
  • https://openalex.org/W1973792744
  • https://openalex.org/W1974033238
  • https://openalex.org/W197498753
  • https://openalex.org/W1975262546
  • https://openalex.org/W1977648012
  • https://openalex.org/W1977950017
  • https://openalex.org/W1982899985
  • https://openalex.org/W1983674648
  • https://openalex.org/W1984420343
  • https://openalex.org/W1986482685
  • https://openalex.org/W1986604088
  • https://openalex.org/W1991375341
  • https://openalex.org/W1993646281
  • https://openalex.org/W1994608283
  • https://openalex.org/W1995558584
  • https://openalex.org/W1996636308
  • https://openalex.org/W1996866706
  • https://openalex.org/W2001273879
  • https://openalex.org/W2003341401
  • https://openalex.org/W2003409813
  • https://openalex.org/W2004494956
  • https://openalex.org/W2008153667
  • https://openalex.org/W2008774393
  • https://openalex.org/W2010527250
  • https://openalex.org/W2013106865
  • https://openalex.org/W2014395259
  • https://openalex.org/W2016224901
  • https://openalex.org/W2017855585
  • https://openalex.org/W2018991948
  • https://openalex.org/W2020871254
  • https://openalex.org/W2021778576
  • https://openalex.org/W2023536393
  • https://openalex.org/W2030960129
  • https://openalex.org/W2031804135
  • https://openalex.org/W2032987584
  • https://openalex.org/W2035214003
  • https://openalex.org/W2035725041
  • https://openalex.org/W2035930032
  • https://openalex.org/W2036532937
  • https://openalex.org/W2037100275
  • https://openalex.org/W2037330001
  • https://openalex.org/W2038230222
  • https://openalex.org/W2039680876
  • https://openalex.org/W2039726211
  • https://openalex.org/W2042523502
  • https://openalex.org/W2042694604
  • https://openalex.org/W2043758058
  • https://openalex.org/W2046747314
  • https://openalex.org/W2049579500
  • https://openalex.org/W2049763771
  • https://openalex.org/W2050111075
  • https://openalex.org/W2050293242
  • https://openalex.org/W2051341055
  • https://openalex.org/W2052777747
  • https://openalex.org/W2053230841
  • https://openalex.org/W2057722574
  • https://openalex.org/W2058242832
  • https://openalex.org/W2058736108
  • https://openalex.org/W2059311002
  • https://openalex.org/W2059514697
  • https://openalex.org/W2059581304
  • https://openalex.org/W2062620653
  • https://openalex.org/W2063302846
  • https://openalex.org/W2065011383
  • https://openalex.org/W2065871558
  • https://openalex.org/W2066998178
  • https://openalex.org/W2068092064
  • https://openalex.org/W2068350252
  • https://openalex.org/W2069052345
  • https://openalex.org/W2070099755
  • https://openalex.org/W2070252709
  • https://openalex.org/W2077603133
  • https://openalex.org/W2077997117
  • https://openalex.org/W2078842287
  • https://openalex.org/W2082552678
  • https://openalex.org/W2083538904
  • https://openalex.org/W2084397100
  • https://openalex.org/W2084616269
  • https://openalex.org/W2084795304
  • https://openalex.org/W2085070893
  • https://openalex.org/W2085872177
  • https://openalex.org/W2088129682
  • https://openalex.org/W2090184308
  • https://openalex.org/W2091791271
  • https://openalex.org/W2092922306
  • https://openalex.org/W2093833950
  • https://openalex.org/W2094169672
  • https://openalex.org/W2094352059
  • https://openalex.org/W2094612120
  • https://openalex.org/W2096580997
  • https://openalex.org/W2097517587
  • https://openalex.org/W2099439152
  • https://openalex.org/W2103688571
  • https://openalex.org/W2104349299
  • https://openalex.org/W2106195907
  • https://openalex.org/W2107782429
  • https://openalex.org/W2107841008
  • https://openalex.org/W2108286860
  • https://openalex.org/W2108763926
  • https://openalex.org/W2110763841
  • https://openalex.org/W2111284394
  • https://openalex.org/W2112629980
  • https://openalex.org/W2113568713
  • https://openalex.org/W2117158343
  • https://openalex.org/W2119118331
  • https://openalex.org/W2120714376
  • https://openalex.org/W2123717266
  • https://openalex.org/W2126860644
  • https://openalex.org/W2128159578
  • https://openalex.org/W2136221868
  • https://openalex.org/W2141433964
  • https://openalex.org/W2143182558
  • https://openalex.org/W2146679196
  • https://openalex.org/W2150897182
  • https://openalex.org/W2151787606
  • https://openalex.org/W2151891111
  • https://openalex.org/W2154301458
  • https://openalex.org/W2154893268
  • https://openalex.org/W2156606951
  • https://openalex.org/W2157323518
  • https://openalex.org/W2158661852
  • https://openalex.org/W2158866825
  • https://openalex.org/W2158914774
  • https://openalex.org/W2159958980
  • https://openalex.org/W2162005336
  • https://openalex.org/W2163036894
  • https://openalex.org/W2167896636
  • https://openalex.org/W2168863220
  • https://openalex.org/W2170732842
  • https://openalex.org/W2171161326
  • https://openalex.org/W2172297795
  • https://openalex.org/W2183943753
  • https://openalex.org/W2276642033
  • https://openalex.org/W2327080466
  • https://openalex.org/W2410230418
  • https://openalex.org/W2414399308
  • https://openalex.org/W336288592
  • https://openalex.org/W4206799458
  • https://openalex.org/W4210994648
  • https://openalex.org/W4248678985
  • https://openalex.org/W4255814623
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W4301950577
  • https://openalex.org/W43827582
  • https://openalex.org/W64843743
  • https://openalex.org/W70525215
  • https://openalex.org/W977800407