Abstract Ginseng has been known as a “cure-all” traditional medicine to treat various illnesses and as an adaptogen to relieve stress. However, the known active compounds of ginseng are small-molecule metabolites. Here we report ginsentides, which are disulfide-dense, super-stable and cell-penetrating peptides with 31–33 amino acids, as active compounds and adaptogens that restore homeostasis in response to stress. Using mass spectrometry-based target identification and functional studies, we show that ginsentides promote vasorelaxation by producing nitric oxide through endothelial cells via the PI3K/Akt signaling pathway. Ginsentides were also found to alleviate α1-adrenergic receptor overactivity by reversing phenylephrine-induced constriction of the aorta, decrease monocyte adhesion to endothelial cells via CD166/ESAM/CD40, inhibit P2Y12 receptors, reduce platelet aggregation, and thrombus formation in the lung. Orally administered ginsentides were effective in anti-stress behavior using animal models of tail suspension and forced swimming tests. Together, these results suggest that ginsentides interact with multiple systems to restore homeostasis by reversing stress-induced physiological changes and provide new insights into the panacea medicinal effects of ginseng.

Abstract Hypoxia-induced vascular endothelial dysfunction (VED) is a significant contributor to several severe human conditions, including heart disease, stroke, dementia, and cancer. However, current treatment options for VED are limited due to a lack of understanding of the underlying disease mechanisms and therapeutic leads. We recently discovered a heat-stable microprotein in ginseng, known as ginsentide TP1 that has been shown to reduce vascular dysfunction in cardiovascular disease models. In this study, we use a combination of functional assays and quantitative pulsed SILAC proteomics to determine new proteins synthesized in hypoxia and to show that ginsentide TP1 provides protection for human endothelial cells against hypoxia and ER stress. We found that hypoxia activates various pathways related to endothelium activation and monocyte adhesion, which in turn, impairs nitric oxide (NO) synthase activity, reduces NO bioavailability, and increases the production of reactive oxygen species that contribute to VED. Additionally, hypoxia triggers endoplasmic reticulum stress and initiates apoptotic signaling pathways associated with cardiovascular pathology. Treatment with ginsentide TP1 reduced surface adhesion molecule expression prevented activation of the endothelium and leukocyte adhesion, restored protein hemostasis, and reduced ER stress to protect against hypoxia-induced cell death. Ginsentide TP1 also restored NO signaling and bioavailability, reduced oxidative stress, and protected endothelial cells from endothelium dysfunction. In conclusion, this study shows that the molecular pathogenesis of VED induced by hypoxia can be mitigated by treatment with ginsentide TP1, which could be one of the key bioactive compounds responsible for the “cure-all” effect of ginseng. This research may lead to the development of new therapies for cardiovascular disorders.

Abstract Natural products from traditional medicinal plants are valuable candidates for clinical cancer therapy. Plants from the Oldenlandia-Hedyotis complex are popular ingredients of Traditional Chinese Medicine (TCM), however a major hurdle in the plant bioprospecting process of TCM plants is that the active metabolites, their biosynthetic pathways, and mode of action are often unknown. We show that Oldenlandia corymbosa extracts are active against breast cancer cell lines. To study the genes involved in the biosynthesis of active compounds in this medicinal plant, we assembled a high-quality genome. We show that the main active compound is ursolic acid and that abiotic stresses cause changes in anti-cancer activity, metabolite composition, and gene expression of plants. To reveal the mode of action of ursolic acid, we show that cancer cells undergo mitotic catastrophe, and we identify three high-confidence protein binding targets by Cellular Thermal Shift Assay (CETSA) and reverse docking.