紫杉醇及其產(chǎn)生菌的研究現(xiàn)狀課件

1、紫杉醇及其產(chǎn)生菌的研究現(xiàn)狀 2011【摘要】 抗癌藥物紫杉醇已在臨床上廣泛應(yīng)用，但受原料紅豆杉樹木短缺的制約，存在巨大的供需差距，而內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)紫杉醇是解決紫杉醇藥源問題的很有前景的途徑之一。本文主要概述了紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn)、內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)勢、紫杉醇產(chǎn)生菌的生物多樣性及提高內(nèi)生真菌生物合成紫杉醇量的途徑。 Your site hereLOGO紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn) 紫杉醇 (Taxol，商品名 paclitaxe）是國外近年來抗癌藥研究的熱點，為二萜類(diterpenoid)化合物，在世界上每一種紅豆杉中都有發(fā)現(xiàn)。在全世界共有十一種紅豆杉，目前我國共有四種和一個變種，即云

2、南紅豆杉、西藏紅豆杉、東北紅豆杉、中國紅豆杉和南方紅豆杉（變種)。Your site hereLOGO紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn)紫杉醇是美國國家癌癥研究所 (NCI)在 19581980年間，從約 3 500個天然提取物普 發(fā)現(xiàn)的，其粗提物是 Wall和 Wani于1963 年從太平洋紅豆杉的樹皮和木部得到的。1971 年 Wani發(fā)表了紫杉醇的結(jié)構(gòu)。1992年 l2月 29日，美國 FDA已批準該藥用于卵巢癌的治療。紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn)紫杉醇結(jié)構(gòu)式 分子式：C47H51NO14 Your site hereLOGO紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn) 紫杉醇在全世界已廣泛應(yīng)用于卵巢癌、乳腺癌、非小細胞肺癌等

3、癌癥的臨床治療，效果顯著，在艾滋病、老年癡呆癥、關(guān)節(jié)炎、心血管疾病方面的新功效也已經(jīng)被開發(fā)。紫杉醇還可誘導(dǎo)細胞凋亡另外還有類似脂多糖(LPS)的作用，可調(diào)節(jié)機體的免疫功能。近年來，人們還發(fā)現(xiàn)紫杉醇在其它疾病的治療中也具有很好的作用。紫杉醇及其產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn)1993年，美國蒙大拿州立大學(xué)的植物病理學(xué)家 Strobe和化學(xué)家 Stierle在短葉紅豆杉Tbrevifolia的韌皮部中發(fā)現(xiàn)了一種內(nèi)生真菌(Taxomyces andreanae)，它能夠自主產(chǎn)生紫杉醇，在這種真菌的培養(yǎng)液中，通過質(zhì)譜的推斷及14 C標記，均證明了紫杉醇的存在，為紫杉醇的生產(chǎn)提供了一條新的途徑 。優(yōu)勢(4) 增加微生物的生

4、產(chǎn)能力比較容易，而利用植物細胞培養(yǎng)法則很難做到這一點， 選育一株高產(chǎn)細胞株需很長的時間； (5) 在藥廠利用微生物規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)的技術(shù)比較成熟，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)紫杉醇的轉(zhuǎn)產(chǎn)風(fēng)險明顯小于細胞培養(yǎng)法與化學(xué)合成法。紫杉醇產(chǎn)生菌的生物多樣性 到目前為止，人們已發(fā)現(xiàn)了20多個屬內(nèi)生真菌可以產(chǎn)生紫杉醇，其寄主也不僅限于紅豆杉屬植物.紫杉醇產(chǎn)生菌的生物多樣性在美國卡羅來納州柏樹的樹皮中獲得的小孢擬盤多毛孢,同樣顯示可以產(chǎn)紫杉醇，這是第一個在紅豆杉屬外的植物中發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生紫杉的內(nèi)生真菌。提高真菌產(chǎn)紫杉醇的途徑優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)條件利用常規(guī)誘變改良菌種進行耦合培養(yǎng)構(gòu)建基因工程菌優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)條件通過添加碳源、氮源和前體

5、物、特殊的誘導(dǎo)子、抑制劑等物質(zhì)借助代謝途徑工程的研究來提高真菌紫杉醇的合成量。2007年，代文亮等人，采用響應(yīng)面法對美麗鐮刀菌發(fā)酵合成紫杉醇途徑中一些可能的前體進行優(yōu)化研究。在優(yōu)化條件下紫杉醇的產(chǎn)量達到242.6g/L,較前體單因素實驗最高值提高15.6%。2011年，胡凱等人，通過添加前體化合物和誘導(dǎo)子對內(nèi)生真菌XT5（Ectostromasp）使紫杉醇產(chǎn)量達366.654g/L,較優(yōu)化前提高32.48%。進行耦合培養(yǎng)2008年，程龍等人，以美麗鐮刀菌和東北紅豆杉細胞為實驗材料，通過取得自主知識產(chǎn)權(quán)耦合式生物反應(yīng)器進行耦合培養(yǎng)，經(jīng)耦合培養(yǎng)，兩種細胞的紫杉醇產(chǎn)量均有不同程度的提高，美麗鐮刀菌達29倍，相應(yīng)的東北紅豆杉懸浮細胞增加了35倍。構(gòu)建基因工程菌一是將從紅豆杉樹中分離到的紫杉醇生物合成過程 中的限速酶的基因轉(zhuǎn)入到紫杉醇產(chǎn)生菌體內(nèi)提高關(guān)鍵酶的表達量，進而提高紫杉醇的合成能力。二是從產(chǎn)紫杉醇的內(nèi)生真菌細胞中分離出產(chǎn)紫杉醇的關(guān)鍵酶基因并將其導(dǎo)入微生物體內(nèi)，利用其它真菌甚至細菌 、酵母菌構(gòu)建新的紫杉醇高產(chǎn)工程菌株來生產(chǎn)紫杉醇。 小結(jié) 綜上所述 ，從植物中尋找抗腫瘤的天然活性物質(zhì),長期以來是新型藥物研究的重要內(nèi)容 ，而植物內(nèi)生真菌是天然藥物的重要來源。紫杉醇市