天然產(chǎn)物的生物轉(zhuǎn)化

天然產(chǎn)物的生物轉(zhuǎn)化

天然藥物的生物轉(zhuǎn)化

一.生物轉(zhuǎn)化的概念、意義與研究進(jìn)展

二.利用植物組織細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化

三.利用微生物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化

四.利用生物酶制劑進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化

五.展望一.生物轉(zhuǎn)化的概念、意義與研究進(jìn)展

生物轉(zhuǎn)化是指利用生物體系（包括微生物、植物和動(dòng)力物）以及生物體系的酶制劑作為催化劑，對(duì)外源性底物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾時(shí)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是生物體系的酶對(duì)外源性底物的催化反應(yīng)。生物催化體系是高效和具有選擇性一個(gè)的溫和催化體系。生物體系中的酶具有高度的化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和立體專一性。生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)可以完成許多化學(xué)方法不能或不易完成的反應(yīng)，能夠制備許多包括光學(xué)純的醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)及中間體在內(nèi)的復(fù)雜化合物，因此越來(lái)越受到生藥學(xué)和天然藥物化學(xué)工作者的重視。近年來(lái)，我國(guó)的生物轉(zhuǎn)化研究取得了一定的進(jìn)展，但與國(guó)際上相比，差距很大，集中體現(xiàn)在研究的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)類型和原始創(chuàng)新項(xiàng)目少，研究的酶類型單一。二.利用植物組織細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化

植物組織細(xì)胞培養(yǎng)液是一類新的生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，能對(duì)映選擇地轉(zhuǎn)化外來(lái)底物特點(diǎn)：1、植物酶與動(dòng)物酶相比，具有原料易得，易繁殖且不需將酶從細(xì)胞中分離的特點(diǎn)。2、植物細(xì)胞轉(zhuǎn)化法與微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化法相比，植物細(xì)胞培養(yǎng)液得到的光學(xué)活性產(chǎn)物的光學(xué)產(chǎn)率高于微生物法3、與化學(xué)合成法相比，所需反應(yīng)條件溫和，易于操作，且不需要使用手性誘導(dǎo)物1.用植物懸浮細(xì)胞作為催化系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)2.用固定化植物細(xì)胞作為催化系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)3.用毛狀根培養(yǎng)物作為催化系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)利用植物組織細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化主要包括以下三個(gè)方面：

1.用植物懸浮細(xì)胞作為催化劑進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)

由游離植物懸浮細(xì)胞組成的生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)具有直接使用前體，細(xì)胞轉(zhuǎn)移限制少和不存在影響細(xì)胞活力和生理狀態(tài)的介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，因此，它是目前使用最多，也是取得結(jié)果最為滿意的一個(gè)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。由懸浮細(xì)胞所進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)多為一步反應(yīng)，即加入前體后經(jīng)懸浮細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行單一的化學(xué)反應(yīng)而形成某一產(chǎn)物。方法與舉例桔梗懸浮培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)天麻素的生物轉(zhuǎn)化1、桔梗無(wú)菌苗的獲得剪取桔梗嫩莖洗凈后用70%酒精浸泡30秒后放入0.1%HgCl2中滅菌15min，用無(wú)菌水沖洗3-5次，取出，剪成約1cm帶節(jié)小段，接種于MS+2.0mg/L6-BA培養(yǎng)基中進(jìn)行無(wú)菌苗誘導(dǎo)，約1周后，腋芽開始啟動(dòng)，3-4周后長(zhǎng)成約5cm小苗。2、桔梗愈傷組織的誘導(dǎo)和懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系的建立切取桔梗無(wú)菌苗的葉片和莖段,于MS+5.0mg/LNAA培養(yǎng)基中誘導(dǎo)愈傷組織的形成。將繼代3次以上、生長(zhǎng)較好的愈傷組織轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，開始3代每10天轉(zhuǎn)接一次，第4-5代后細(xì)胞便能在液體培養(yǎng)基中穩(wěn)定生長(zhǎng)。培養(yǎng)溫度均為25℃，黑暗培養(yǎng)，細(xì)胞懸浮培養(yǎng)時(shí)搖床轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘。3、桔梗懸浮細(xì)胞對(duì)天麻素的生物轉(zhuǎn)化與產(chǎn)物檢測(cè)底物天麻素用無(wú)水乙醇溶解。待桔梗細(xì)胞生長(zhǎng)到15天時(shí)，用微量移液器吸取一定量的底物加入培養(yǎng)基中，使底物的加入濃度為60mg/L。8天后抽濾回收培養(yǎng)液，并用蒸餾水將培養(yǎng)物清洗3次，合并濾液，用等量乙酸乙脂萃取5次，減壓濃縮溶劑，丙酮-石油醚中結(jié)晶后，進(jìn)行波譜分析。

桔梗懸浮培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)天麻素的生物轉(zhuǎn)化

長(zhǎng)春花懸浮細(xì)胞對(duì)天麻素的生物轉(zhuǎn)化

2.用固定化植物細(xì)胞作為催化劑進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)固定化培養(yǎng)就是把植物細(xì)胞用瓊脂、聚丙烯酰胺、硅藻、有機(jī)橡膠等包埋后，再用交聯(lián)劑進(jìn)行滲透交聯(lián)處理提高細(xì)胞的通透性的一種培養(yǎng)技術(shù)。采用離子交換，聚合，微囊化作用等措施，使細(xì)胞內(nèi)的酶通過(guò)氫鍵、疏水作用力、偶極作用力等吸附在固體支持物上，可以有效地防止胞內(nèi)酶的滲漏。由于包埋劑多為非極性物質(zhì)，所以固定化培養(yǎng)更有利于非極性