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Coenzyme Q10 production in plants: current status and future prospects.
Critical Reviews in Biotechnology ( IF 9 ) Pub Date : 2015-06-22 , DOI: 10.3109/07388551.2013.823594
Sanjay Singh Parmar 1 , Anjali Jaiwal , Om Parkash Dhankher , Pawan K Jaiwal
Affiliation  

Coenzyme Q10 (CoQ10) or Ubiquinone10 (UQ10), an isoprenylated benzoquinone, is well-known for its role as an electron carrier in aerobic respiration. It is a sole representative of lipid soluble antioxidant that is synthesized in our body. In recent years, it has been found to be associated with a range of patho-physiological conditions and its oral administration has also reported to be of therapeutic value in a wide spectrum of chronic diseases. Additionally, as an antioxidant, it has been widely used as an ingredient in dietary supplements, neutraceuticals, and functional foods as well as in anti-aging creams. Since its limited dietary uptake and decrease in its endogenous synthesis in the body with age and under various diseases states warrants its adequate supply from an external source. To meet its growing demand for pharmaceutical, cosmetic and food industries, there is a great interest in the commercial production of CoQ10. Various synthetic and fermentation of microbial natural producers and their mutated strains have been developed for its commercial production. Although, microbial production is the major industrial source of CoQ10 but due to low yield and high production cost, other cost-effective and alternative sources need to be explored. Plants, being photosynthetic, producing high biomass and the engineering of pathways for producing CoQ10 directly in food crops will eliminate the additional step for purification and thus could be used as an ideal and cost-effective alternative to chemical synthesis and microbial production of CoQ10. A better understanding of CoQ10 biosynthetic enzymes and their regulation in model systems like E. coli and yeast has led to the use of metabolic engineering to enhance CoQ10 production not only in microbes but also in plants. The plant-based CoQ10 production has emerged as a cost-effective and environment-friendly approach capable of supplying CoQ10 in ample amounts. The current strategies, progress and constraints of CoQ10 production in plants are discussed in this review.



中文翻译:

植物中辅酶Q10的生产:现状和未来前景。

辅酶Q10(CoQ10)或异戊烯基化的苯醌泛醌10(UQ10)以其在有氧呼吸中作为电子载体的作用而闻名。它是我们体内合成的脂溶性抗氧化剂的唯一代表。近年来,已发现它与一系列病理生理状况有关,并且据报道其口服给药在多种慢性疾病中具有治疗价值。另外,作为抗氧化剂,它已被广泛用作膳食补充剂,营养保健品和功能性食品以及抗衰老面霜中的成分。由于它的饮食摄取有限,并且随着年龄的增长和在各种疾病下,它在体内的内源性合成减少,因此有必要从外部来源获得充足的供应。为了满足其对药品不断增长的需求,化妆品和食品行业对CoQ10的商业化生产非常感兴趣。微生物天然生产者及其突变菌株的各种合成和发酵已被开发用于其商业生产。尽管微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 CoQ10的商业生产引起了极大的兴趣。微生物天然生产者及其突变菌株的各种合成和发酵已被开发用于其商业生产。尽管微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 CoQ10的商业生产引起了极大的兴趣。微生物天然生产者及其突变菌株的各种合成和发酵已被开发用于其商业生产。尽管微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 微生物天然生产者及其突变菌株的各种合成和发酵已被开发用于其商业生产。尽管微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 微生物天然生产者及其突变菌株的各种合成和发酵已被开发用于其商业生产。尽管微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且经济高效的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 微生物生产是辅酶Q10的主要工业来源,但是由于产量低,生产成本高,因此需要探索其他具有成本效益的替代来源。具有光合作用,产生高生物量的植物以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径的工程设计将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和CoQ10微生物生产的理想且具有成本效益的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 生产高生物量以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径工程将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和微生物生产CoQ10的理想且经济高效的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如 生产高生物量以及直接在粮食作物中生产CoQ10的途径工程将省去纯化的额外步骤,因此可以用作化学合成和微生物生产CoQ10的理想且经济高效的替代方法。更好地了解CoQ10生物合成酶及其在模型系统中的调控,例如大肠杆菌和酵母已导致使用代谢工程技术来不仅提高微生物而且还提高植物中的辅酶Q10产量。以工厂为基础的辅酶Q10的生产已经成为一种经济高效,环保的方法,能够大量供应辅酶Q10。在这篇综述中讨论了工厂中辅酶Q10生产的当前策略,进展和制约因素。

更新日期:2015-06-22
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