Bioactive compounds of Camu-camu (Myrciaria dubia (Kunth) McVaugh)

Abstract

Camu-camu is a shrub native to the Amazon that thrives in areas where flooding is frequent. Genetically, the plant is characterized by a diploid genome and moderate genetic diversity. Several parts of the plant are used in traditional folk medicine to treat a variety of acute and chronic diseases. For over 50 years, the exceptionally high vitamin C content of camu-camu has attracted worldwide attention that continues today because of the recent discovery of several healthpromoting phytochemicals with corroborated biological activities (e.g., antioxidant, anti-obesity, antidiabetic). All of these beneficial attributes are well supported by in vitro and in vivo studies as well as human clinical trials. The metabolic precursors of these phytochemicals are synthesized in key metabolic pathways (i.e., the shikimate pathway, the mevalonate pathway). Of these metabolic pathways, we show details for the biosynthesis of betulinic acid, transresveratrol, and syringic acid. In conclusion, camu-camu is an exceptional plant for its ability to produce and accumulate significant amounts of a variety of health-promoting phytochemicals. Although several metabolic pathways responsible for the biosynthesis of these phytochemicals have been reconstructed based on fruit and seedling transcriptomes, detailed knowledge of the vast majority of metabolic pathways and their molecular regulatory mechanisms is lacking. Consequently, we must increase our knowledge of the metabolic processes using multi-omic approaches so that we can acquire the skills necessary to develop genetically improved varieties of camu-camu and implement biotechnological applications for the production of these bioactive phytochemicals.

El camu-camu es un arbusto originario de la Amazonia que prospera en zonas donde las inundaciones son frecuentes. Genéticamente, la planta se caracteriza por un genoma diploide y una diversidad genética moderada. Varias partes de la planta se utilizan en la medicina popular tradicional para tratar diversas enfermedades agudas y crónicas. Durante más de 50 años, el contenido excepcionalmente alto de vitamina C del camu-camu ha atraído la atención mundial, que continúa hoy en día debido al reciente descubrimiento de varios fitoquímicos beneficiosos para la salud con actividades biológicas corroboradas (por ejemplo, antioxidante, antiobesidad, antidiabético). Todos estos atributos beneficiosos están bien avalados por estudios in vitro e in vivo, así como por ensayos clínicos en humanos. Los precursores metabólicos de estos fitoquímicos se sintetizan en vías metabólicas clave (es decir, la vía del shikimato, la vía del mevalonato). De estas vías metabólicas, mostramos detalles de la biosíntesis del ácido betulínico, el transresveratrol y el ácido siríngico. En conclusión, el camu-camu es una planta excepcional por su capacidad de producir y acumular cantidades significativas de una variedad de fitoquímicos beneficiosos para la salud. Aunque se han reconstruido varias vías metabólicas responsables de la biosíntesis de estos fitoquímicos a partir de los transcriptomas de frutos y plántulas, se carece de un conocimiento detallado de la gran mayoría de las vías metabólicas y de sus mecanismos de regulación molecular. En consecuencia, debemos aumentar nuestro conocimiento de los procesos metabólicos utilizando enfoques multi-ómicos para que podamos adquirir las habilidades necesarias para desarrollar variedades genéticamente mejoradas de camu-camu e implementar aplicaciones biotecnológicas para la producción de estos fitoquímicos bioactivos.