中藥有效成分生物轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展分享

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。中藥有效成分生物轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展摘 要:綜述了近年來中藥有效成分的生物轉(zhuǎn)化的研究概況。生物轉(zhuǎn)化是中藥研究的重要方法之一。生物轉(zhuǎn)化為中藥新藥的研制和開發(fā)提供了良好的途徑,將成為21世紀(jì)推動中藥現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)之一。關(guān)鍵詞:生物轉(zhuǎn)化;中藥;有效成分Research Progress of Chinese Medicine EffectiveComponent BiotransformationAbstract:The research synopsis about Chinese medicine effective component bio

2、transformation inthe recent five years was summarized. Biotransformation is one of the important methods inChinese medicine study. The Chinese medicine biotransformation will give a better way for itsdevelopment and become one of the 21st century impetus for Chinese medicine modernizations,industria

3、l production core technologies.Key words:biotransformation;Chinese medicine;effective component 中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶,幾千年來為民族的健康作出了巨大的貢獻(xiàn),而且在國際范圍內(nèi)也越來越受到世界的關(guān)注。但隨著中藥的長期開發(fā),野生藥材資源日益減少,人工種植藥材品質(zhì)退化,使得中藥資源的開發(fā)潛力和應(yīng)用價值受到極大的影響。傳統(tǒng)中藥的優(yōu)勢與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合,將是傳統(tǒng)中藥走向現(xiàn)代化、國際化的重要途徑。所謂生物轉(zhuǎn)化(Biotransformation),也稱生物催化(Biocatalysis),是利用植物離體培養(yǎng)細(xì)

4、胞或器官等對外源化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾而獲得有價值產(chǎn)物的生理、生化反應(yīng),其本質(zhì)是利用生物體系本身所產(chǎn)生的酶對外源化合物進(jìn)行酶催化反應(yīng),它具有反應(yīng)選擇性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物少、不造成環(huán)境污染和后處理簡單等特點。應(yīng)用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)研究中藥有多種分類方法,XXX從中藥化學(xué)成分這一角度對近年國內(nèi)外應(yīng)用生物技術(shù)研究中藥的概況作一綜述。涉及的主要化學(xué)成分包括生物堿、苷類、萜類、黃酮類、甾類、醌類等。1 生物堿Yu R M1等研究了在野罌粟懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中加入真菌對野罌粟培養(yǎng)細(xì)胞野罌粟堿和黑龍辛甲醚產(chǎn)生的作用。董世建2等以J-8菌將前體物質(zhì)1-苯基-2-甲氨基丙酮轉(zhuǎn)化生成d-偽麻黃堿。2 苷 類Zhan J X

5、3等利用刺囊毛霉3.3450的培養(yǎng)液對天麻素進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,得到產(chǎn)物對羥基苯甲醇,轉(zhuǎn)化率接近100%。戴均貴等分別采用桔梗懸浮細(xì)胞4和長春花懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系5進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,均得到轉(zhuǎn)化產(chǎn)物對羥基苯甲醇。蔡潔6等研究在B5液體培養(yǎng)基培養(yǎng)22 d的人參毛狀根,在含有11000 mmol#L-1對羥基苯甲醇的生物合成培養(yǎng)基中轉(zhuǎn)化24 h,對羥基苯甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)8418%。趙明強(qiáng)7等首次以人參毛狀根為反應(yīng)器,在B5培養(yǎng)基上懸浮培養(yǎng),對氫醌持續(xù)轉(zhuǎn)化24 h,結(jié)果轉(zhuǎn)化率達(dá)89%。栗建明8等初步探討人參毛狀根轉(zhuǎn)化氫醌,生物合成熊果苷,轉(zhuǎn)化率最高達(dá)89%。另文還探討了MS固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)32 d的人參細(xì)胞,在氫醌的

6、生物合成培養(yǎng)基中轉(zhuǎn)化24 h后,轉(zhuǎn)化率達(dá)79115%9。于榮敏10等應(yīng)用懸浮培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因何首烏毛狀根轉(zhuǎn)化,在加入底物后第72 h,每瓶培養(yǎng)物和培養(yǎng)基中熊果苷的含量達(dá)到最高,熊果苷分泌進(jìn)入培養(yǎng)基的百分比達(dá)到最高,為2193%,總摩爾轉(zhuǎn)化率達(dá)到81191%。吳少杰11等分別采用生物酶水解法和液體發(fā)酵轉(zhuǎn)化法進(jìn)行了甘草皂苷的生物轉(zhuǎn)化,得到單葡萄糖醛酸基甘草皂苷元,獲得產(chǎn)物的產(chǎn)率分別為2317%和1010%。李暉12等利用黑曲霉干粉將甘草酸轉(zhuǎn)化為單葡萄糖醛酸基甘草次酸。王云13利用綠色木霉轉(zhuǎn)化甘草酸,主要生成單葡萄糖醛酸甘草酸(GAMG)和少量的甘草酸,且生成GAMG的轉(zhuǎn)化率為88%。Hasegawa

7、H14等研究人參皂苷被腸細(xì)菌轉(zhuǎn)化的代謝物,包括20(S)-原人參萜二醇-20-O-B-D-吡喃葡糖苷和3-O-油酰-M1。Dong A L15等首次報道了利用49種微生物菌株對人參皂苷Rg1進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化研究,發(fā)現(xiàn)小型絲狀真菌黑曲霉311858與藍(lán)色梨頭霉313538具有轉(zhuǎn)化能力,得到產(chǎn)物MT1和MT2,經(jīng)鑒定同為人參皂苷Rh1。金鳳燮課題組對酶法制備稀有人參皂苷進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究。用人參二醇型皂苷為底物,以人參皂苷-B-葡萄糖苷酶為生物催化劑,人參皂苷Rh2的收率為人參的015%,其收率比紅參提高500倍,副產(chǎn)物為人參皂苷Rg3、Rg5、Rh1、Rh3。周偉16等以人參總皂苷為原料,進(jìn)行菌種篩

8、選、培養(yǎng)和轉(zhuǎn)化,TLC結(jié)果分析有兩個菌株均出現(xiàn)新的斑點,有一菌株對Rg3有較高轉(zhuǎn)化率,一菌株能較好轉(zhuǎn)化Rh2,并可能有Com-pound K的產(chǎn)生。Yu R M17等從西洋參冠癭組織懸浮培養(yǎng)物中提取分離得到4種人參皂苷類成分,分別鑒定為假人參皂苷F11、人參皂苷Rd、人參皂苷Rb1和人參皂苷Rb3。劉欣18等從中華白玉蝸牛消化酶中分離出的一種人參皂苷Rb1水解酶,該酶對人參皂苷Rb1C20位的一個糖苷鍵進(jìn)行有選擇的水解生成人參皂苷Rd。楊秀偉19等探討了人腸內(nèi)細(xì)菌和短乳桿菌粗酶分別與七葉樹皂苷-Ia共溫孵后,七葉樹皂苷Ia可轉(zhuǎn)化產(chǎn)生異七葉樹皂苷Ia、去?；呷~樹皂苷I、21B-O-巴豆?；?/p>

9、葉樹皂苷元和原七葉樹皂苷元。姜彬慧20等首次利用B-葡聚糖苷酶對三七皂苷-Fe轉(zhuǎn)化得到:20(S)原人參二醇-20-O-A-L-呋喃阿拉伯糖基(1y6)B-D-吡喃葡萄糖苷、20(S)原人參二醇-20-O-B-D-吡喃葡萄糖苷,轉(zhuǎn)化率接近95%。3 萜 類青蒿素的研究:李莉欣21等首次研究了大黃毛狀根培養(yǎng)體系對青蒿素的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng),鑒定轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為去氧青蒿素。Zhan J X22等通過華根霉和雅致小克銀漢霉進(jìn)行轉(zhuǎn)化,分離得到3個產(chǎn)物:去氧青蒿素、3A-羥基去氧青蒿素和羥基青蒿素,其中羥基青蒿素為新化合物,同時振蕩條件下底物在無菌培養(yǎng)基中也能發(fā)生微量轉(zhuǎn)化得到去氧青蒿素。Han J23等利用長春花及

10、銀杏植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞將青蒿素轉(zhuǎn)化成3A-羥基去氧青蒿素。Zhang YS24等研究了在體外條件下辣根過氧化酶在以磷酸緩沖液制備的細(xì)胞提取液中,很大地促進(jìn)青蒿素的生物合成,青蒿素的含量提高約1倍左右。紫杉醇的研究:占紀(jì)勛25等首次利用銅綠假單孢菌AS11860對紫杉醇進(jìn)行轉(zhuǎn)化,得到3個產(chǎn)物并鑒定為baccatinÓ2,baccatin V3和10-去乙酰baccatinÓ4。另還分別利用刺囊毛霉AS313450、刺孢小克銀漢霉AS313400和普通變形菌AS111208對sinenxan A進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,得到轉(zhuǎn)化產(chǎn)物10-去乙酰sinenxan A1、6A-羥基-10-去

11、乙酰sinenxan A2、9A-羥基-10-去乙酰sinenxan A326。Zhao Y27等從蛇根木懸浮細(xì)胞內(nèi)分離得到3個紫15 第2期劉學(xué)湘等:中藥有效成分生物轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展杉醇同系物:10-脫乙酰紫杉醇、baccatinÓ和10-deacetylbaccatinÓ。寧黎麗28使用篩選出的短刺小克銀漢霉對雷公藤甲素1a進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,得到4個新的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,分別是5A-羥基雷公藤甲素1c、19A-羥基雷公藤甲素1d-a、19B-羥基雷公藤甲素1d-b、1B-羥基雷公藤甲素1h;利用黑曲霉對雷公藤內(nèi)酯酮2a進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,得到1個轉(zhuǎn)化后的新產(chǎn)物16-羥基雷公藤內(nèi)酯酮2j。葉

12、敏29等往桔梗懸浮培養(yǎng)體系中加入斑蝥素培養(yǎng)6 d,培養(yǎng)液分離純化得到混合存在的兩個轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,鑒定為一對差向異構(gòu)體1B-羥基斑蝥素和1A-羥基斑蝥素,且均為未見報道的新化合物。4 醌 類Zhan W30等篩選刺囊毛霉對大黃中的大黃酚、大黃素甲醚、大黃素進(jìn)行轉(zhuǎn)化,得到4個轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大黃酚-8-O-B-D-葡萄糖苷、大黃素甲醚8-O-B-D-葡萄糖苷、大黃素甲醚-1-O-B-D-葡萄糖苷和X-羥基大黃素。利用半乳糖代替葡萄糖作為培養(yǎng)基的碳源,轉(zhuǎn)化大黃酚得到產(chǎn)物大黃酚-1-O-B-D-葡萄糖苷和大黃酚-8-O-B-D-葡萄糖苷的混合物,而非大黃酚的半乳糖苷。戴萬生31等將大黃經(jīng)酒精酵母、面包酵母后,總蒽

13、醌含量略有降低,分別為生品的9718%、9812%,結(jié)合型蒽醌含量降低,分別為生品的52%、48%,游離型蒽醌含量增加6倍左右,緩和了大黃劇烈的瀉下作用和對胃腸道的刺激。5 黃酮類王園園32等研究Streptomyces griseusATCC13273對柚皮苷、橙皮苷、黃芩苷及木犀草素的生物轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物分離鑒定分別是柚皮素-7-O-葡萄糖苷、柚皮素、橙皮素、黃芩素、黃芩素-6-甲氧醚和柯伊利素。另還用灰色鏈霉菌對蘆丁進(jìn)行轉(zhuǎn)化,得到6個代謝產(chǎn)物,分別是槲皮素-3-O-B-D-葡萄糖苷、槲皮素、山奈酚-3-O-B-D-蕓香糖苷、異鼠李素、異鼠李素-3-O-葡萄糖苷和山奈酚,其中4個化合物的抗氧化活

14、性比蘆丁強(qiáng),并首次發(fā)現(xiàn)了苷類的去羥基化反應(yīng)33。楊秀偉34等采用人腸內(nèi)細(xì)菌與羅漢果中山奈苷共溫孵培養(yǎng)的方法,將山奈苷轉(zhuǎn)化生成山奈酚3-O-A-L-吡喃鼠李糖苷、山奈酚7-O-A-L-吡喃鼠李糖苷、山奈酚和對-羥基苯甲酸。6 甾類化合物劉穎等分別利用唐古特山莨菪毛狀根液體懸浮培養(yǎng)體系35和長春花懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系36對去氫表雄酮進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,得到多種不同的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,且這些化合物均為首次通過植物組織培養(yǎng)生物轉(zhuǎn)化的方法從懸浮培養(yǎng)體系中分離得到。馮冰37等利用新月彎孢霉(31438 1)在培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的酶系對重樓皂苷Õ和重樓皂苷ÖC-3位糖鏈進(jìn)行了選擇性水解研究,結(jié)果表明新月彎孢霉

15、均能將兩者糖鏈末端的鼠李糖水解,得到兩種單糖基甾體皂苷,轉(zhuǎn)化產(chǎn)物分別鑒定為延齡草苷和偏諾皂苷元-3-O-B-D-吡喃葡萄糖苷。7 結(jié) 語XXX對近幾年中藥中主要有效成分的生物轉(zhuǎn)化作了介紹,報道中多以真菌、細(xì)菌、植物懸浮培養(yǎng)體系、生物酶等作為轉(zhuǎn)化體系,以達(dá)到提高生物活性、降低毒副作用、緩和藥性等作用。藥用真菌是中藥的重要組成部分,其具有強(qiáng)大的分解轉(zhuǎn)化能力,但以此對化學(xué)成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化的研究不多,以此為切入點進(jìn)行廣泛深入的研究具有廣闊的前景。目前中藥生物轉(zhuǎn)化在我國還是處于起步階段。它是涉及到中藥、化學(xué)與生物學(xué)的交叉學(xué)科,隨著與其XXX融合的不斷深入,將會為中醫(yī)藥的發(fā)展提供強(qiáng)大的推動作用。在傳統(tǒng)中藥研究

16、的基礎(chǔ)上,應(yīng)用中藥生物轉(zhuǎn)化技術(shù)可以為開發(fā)新藥、提高藥物療效、降低藥物毒副作用的研究提供新的手段,為中藥新藥的發(fā)展開辟新的研究空間。參考文獻(xiàn)(References): 1 于榮敏,王瑩,馬莉,等.誘導(dǎo)子對野罌粟懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中活性生物堿產(chǎn)生的作用考察J.藥物生物技術(shù), 2003,10(4):218-222.YU Rong-min, WANG Ying, MA Li, et al. Production of active alkaloids by elicited papaver nudicaule cell suspensionculturesJ.Pharmaceutical Biotechno

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20、AI Jun-gui, GONG Zhuo, ZHU Dan-meng, et al. Biotransformation of gastrodin by cell suspension cultures of catharan-thus roseusJ.Acta Botanica Sinica,2002,44(3):377-378.(in Chinese) 6 蔡潔,丁家宜,華亞男,等.人參毛狀根生物合成天麻素轉(zhuǎn)化體系的建立J.植物資源與環(huán)境學(xué)報, 2005,14(2):29-31.CAI Jie, DING Jia-yi, HUA Ya-nan,et al. Establishment o

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23、nseng C. A. Mey. J.Journal of Plant Resources and Environment,2004,13(1):60-61.(in Chinese) 9 栗建明,丁家宜,李正,等.人參細(xì)胞生物合成熊果苷轉(zhuǎn)化體系的建立J.植物資源與環(huán)境學(xué)報, 2004,13(2):14-16.LI Jian-ming, DING Jia-yi, LI Zheng, et al. Establishment of biotransformation system of the arbutin biosynthesis bycultured Panax ginseng cellsJ

24、.Journal of Plant Resources and Environment,2004,13(2):14-16.(in Chinese)10于榮敏,任勝芳,張章,等.轉(zhuǎn)基因何首烏毛狀根生物轉(zhuǎn)化熊果苷的初步研究J.中藥材,2006,29(5):427-428.YU Rong-min, REN Sheng-fang, ZHANG Zhang, et al. Pilot study of arbutin biotransformation by hairy roots of trans-gene-radix polygoni muItifloriJ.Journal of Chinese M

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