1、 20 Li u N F , M e n g D. C o m p a r i s o n o f i n h i b i t o r y e f f e c t s o n n o n e n z y m a t i c g l y c o s y l a t i o n o f i n v i t r o b y G i n k g o b i l o b a e x - t r a c t a n d o t h e r f o u r d r u g s J .C h i n J N e w D r u g s C l i n R e m ( 中 国 新 药 与 临 床 杂 志), 2
2、002, 21(12): 705- 708. 21 Li u X S , X u Y J, Z h a n g Z X , e t a l .Ef f e c t o f l i g u s t r a z i n e o n p r o t e i n k i n a s e C s i g n a l i n g p a t h w a y i n h u m a n p e r i p h e r a l b l o o d l y m p h o c y t e s J .C h i n J P a t h o p h o s i o l ( 中 国 病 理 生 理 杂 志), 200
3、3,19(4): 507- 510. 22 X u M B ,H u a n g Y P ,S h e n g S S ,e t a l .T h e e f f e c t o f a d m i n - i s t e r e d l i g u s t r a z i n e f o r t h e i n t r a c e l l u l a r f r e e c a l c i u m ( Ca 2+ ) c o n c e n t r a t i o n i n p a n c r e a t i c a c i n a r c e l l J . C h i n J T r
4、a d i t W e s t M e d ( 中 华 中 西 医 杂 志), 2003,4(5): 655- 657. 23 H u a n g Y , Ch e n S Q , Z h a n g G,e t a l .Ef f e c t o f t e t r o m e t h y l - p r a g i n e a n d a m i n o g u a n i d i n e o n r e n a l n i t r i c o x i d e o f d i a b e t i c r a t s J . C h i n J I n t e g r a t e d T r
5、 a d i t W e s t N e p h r o l ( 中 国 中 西 医 结 合 肾 病 杂 志), 2003,4(5): 265- 267. 24 X i X H , Ji a n g DY , T a n g L S , e t a l .T h e p r o t e c t i o n o f s i l y - m a r i n a n d a n i s o d a m i n e o n g r o w t h a n d DN A c h a n g e s o f b o v i n e r e t i n a l c a p i l l a r y p e r
6、 i c y t e s c u l t u r e d i n g l y c o s y l a t i o n p r o d u c t s J . J T r a d i t C h i n O p t h a l ( 中 国 中 医 眼 科 杂 志), 2000, 10 (4): 187- 190. 25 P u Y L,Li a n g X C. Ef f e c t o f t r a d i t i o n a l Ch i n e s e m e d i c i n e o n d i a b e t i c n e p h r o p a t h y J .J C h i
7、 n P r a c t i c a l M e d ( 中 华 实 用 医 学), 2003,5(13): 41- 43. 26 Z h a o T F ,De n g H C,Z h a o JP , e t a l .Ef f e c t o f s o d i u m f e r u - l a t e o n n o n e n z y m a t i c g l y c a t i o n o f a o r t i c c o l l a g e n i n d i a b e t i c r a t s J . C h i n J E n d o c r i o l M e t
8、 a b ( 中 华 内 分 泌 代 谢 杂 志), 2003, 19(2): 139- 140. , X ( 军 事 医 学 科 学 院 放 射 医 学 研 究 所, 北 京 1 00850) : 以 植 物 细 胞 培 养 、 微 生 物 和 游 离 酶 为 生 物 催 化 剂 的 生 物 转 化 技 术, 广 泛 用 于 天 然 产 物 的 合 成 和 对 先 导 化 合 物 的 结 构 改 造, 其 反 应 包 括 水 解 、 羟 化 、 糖 基 化 、 酯 化 等 多 种 类 型, 在 生 物 转 化 体 系 的 筛 选 、 转 化 条 件 的 优 化 、 转 化 率 的 提 高 及
9、 酶 的 分 离 纯 化 方 面 取 得 了 一 些 进 展 。 这 对 于 增 加 天 然 产 物 结 构 多 样 性 、 寻 找 药 物 先 导 化 合 物 、 促 进 珍 稀 物 种 资 源 可 持 续 利 用 、 提 高 生 产 效 率 、 降 低 成 本 等 多 个 环 节 均 有 广 泛 的 应 用 价 值 。 : 天 然 产 物; 生 物 转 化; 微 生 物; 游 离 酶; 细 胞 培 养 :R 282.1 :A :0253 2670(2005)06 0941 05 A d v a n c e s in s t u d i e s o n b i o t r a n s f o
10、 r m a t io n o f n a t u r a l p r o d u c t s F EN G B i n g ,MA B a i - p i n g (I n s t i t u t e o f R a d i a t io n M e d i c i n e , A c a d e m y o f Mi li t a r y Me d ic a l S c i e n c e s , B e ij in g 100850, Ch i n a ) K e y w o r d s : n a t u r a l p r o d u c t s ;b io t r a n s f
11、o r m a t io n ;m i c r o o r g a n i s m ;f r e e e n z y m e ;c e l l c u l t u r e 生 物 转 化(b i o t r a n s f o r m a t io n ) 是 利 用 植 物 离 体 细 胞 或 器 官 、 动 物 细 胞 、 微 生 物 及 其 细 胞 器, 以 及 游 离 酶 对 外 源 性 化 合 物(e x o g e n o u s s u b s t r a t e ) 进 行 结 构 修 饰 的 生 化 反 应 。 近 年 来, 随 着 基 因 工 程 、 细 胞 工 程 、 酶
12、 工 程 技 术 的 不 断 发 展 和 完 善, 使 该 项 技 术 广 泛 用 于 天 然 化 合 物 的 结 构 修 饰 和 合 成 、 有 机 化 合 物 的 不 对 称 合 成 、 药 物 前 体 化 合 物 的 转 化 、 光 学 活 性 化 合 物 的 拆 分 和 药 物 代 谢 研 究 等 诸 多 领 域 。 酶 及 酶 体 系 能 将 许 多 天 然 化 合 物 转 化 为 具 有 较 高 生 物 活 性 的 物 质 。 近 年 来 开 展 的 采 用 植 物 细 胞 、 微 生 物 和 游 离 酶 对 天 然 化 合 物 如 人 参 皂 苷 、 三 七 皂 苷 、 大 豆
13、皂 苷 、 甘 草 皂 苷 、 甾 体 化 合 物 等 进 行 结 构 修 饰 的 研 究 已 取 得 可 喜 的 进 展 。 1 研 究 显 示, 糖 链 的 结 构 对 皂 苷 生 物 活 性 起 着 非 常 重 要 的 作 用 。 如 含 有 从 黄 山 药 中 提 取 的 8 种 甾 体 皂 苷 的 中 药 制 剂 地 奥 心 血 康 胶 囊 对 冠 心 病 、 心 绞 痛 、 心 肌 缺 血 等 症 有 显 著 疗 效, 其 中 皂 苷 结 构 上 的 差 异 只 是 糖 链 的 不 同; 它 们 的 苷 元 与 薯 蓣 皂 苷 元 类 似, 而 薯 蓣 皂 苷 元 却 不 具 有
14、上 述 疗 效, 反 而 有 明 显 的 细 胞 毒 性 作 用 。 甾 体 皂 苷 是 植 物 中 一 类 重 要 的 生 物 活 性 物 质, 具 有 多 种 生 理 活 性 。 目 前 对 其 生 物 活 性 的 研 究 已 从 溶 血 、 抗 生 育 等 方 面 转 向 更 有 应 用 前 景 的 抗 癌 、 抗 真 菌 、 治 疗 心 血 管 疾 病 、 调 节 免 疫 以 及 治 疗 糖 尿 病 等 方 面 。 由 于 甾 体 皂 苷 结 构 的 复 杂 性, 合 成 难 度 较 大 。 通 过 生 物 转 化 的 方 法 得 到 高 活 性 、 低 毒 性 的 甾 体 皂 苷 已
15、 成 为 该 领 域 的 发 展 趋 势 。 人 参 皂 苷 是 人 参 中 的 主 要 活 性 成 分 。 近 年 来, 人 参 皂 苷 以 其 独 特 的 生 理 和 药 理 活 性, 特 别 是 在 抗 癌 、 抗 氧 化 及 抗 衰 老 方 面 的 疗 效 使 其 成 为 最 有 开 发 潜 力 的 化 合 物 之 一 。 由 于 含 有 不 同 糖 链 的 人 参 皂 苷 生 物 活 性 和 毒 性 不 同, 因 此, 希 望 通 过 酶 的 水 解 作 用 来 对 其 进 行 结 构 改 造, 以 获 得 高 活 性 的 人 参 皂 苷 。 金 东 史 等 1 利 用 人 参 皂
16、苷-B - 葡 萄 糖 苷 酶 将 人 参 中 含 量 较 高 的 皂 苷 R b 、 R c 和 R d 等 原 人 参 二 醇 类 皂 苷 转 化, 得 到 具 有 高 抗 癌 活 性 的 人 参 皂 苷 R h 2; 董 阿 玲 等 报 道 了 利 用 49 种 微 生 物 菌 株 对 人 参 皂 苷 R g 1 进 行 生 物 转 化 研 究, 发 现 941 中 草 药 Ch in e s e T r a d i t io n a l a n d H e r b a l Dr u g s 第 36 卷 第 6 期 2005 年 6 月 X :2004- 09- 20 * 通 讯 作
17、者 马 百 平(1966 ), 男, 山 东 德 州 市 人, 博 士 学 位, 现 于 军 事 医 学 科 学 院 放 射 医 学 研 究 所 从 事 中 药 有 效 成 分 研 究 及 新 药 研 究 开 发 。 T e l :(010)66930265 E- m a i l :m a b p s o h u .c o m小 型 丝 状 真 菌 黑 曲 霉 A s p e r g i l l u s n i g e r 3.1 858 和 蓝 色 犁 头 霉 A b s i d i a c o e r u l e a 3.3583 能 在 6d 后 将 R g 1C20 位 的 糖 基 水
18、 解, 完 全 转 化 为 弱 极 性 代 谢 产 物 R h 1 具 有 强 抗 癌 活 性 物 质; 这 种 转 化 方 式 与 以 往 报 道 的 R g 1 在 小 鼠 胃 、 小 肠 以 及 人 小 肠 内 代 谢 的 方 式 不 同 。 并 由 此 推 测, 真 菌 酶 体 系 中 的 水 解 酶 对 R g 1C20 位 的 葡 萄 糖 有 特 异 的 立 体 选 择 性, 而 对 C6 的 葡 萄 糖 则 选 择 较 低 。 与 此 同 时, 他 们 还 利 用49 种 微 生 物 对 三 七 中 主 要 皂 苷 成 分 人 参 皂 苷 R b 1 、 R g 1 、 R d
19、、 R b 2 、 R e 、 R g 2 及 三 七 皂 苷 R 1 进 行 了 系 统 的 生 物 转 化 研 究, 通 过 反 复 探 讨, 建 立 了 4 种 能 够 大 量 培 养, 对 人 参 皂 苷 R b 1 、 R g 1 、 R d 和 三 七 皂 苷 R 1( 图 1) 进 行 生 物 转 化 的 真 菌 转 化 体 系, 并 已 从 4 种 真 菌 体 系 中 得 到 8 个 转 化 产 物, 其 中 R d 和 R h 1 的 转 化 率 达 85% 以 上, 转 化 产 物 人 参 皂 苷 R g 3 、 R h 2 、 R h 1 在 人 参 属 植 物 中 都
20、是 微 量 成 分, 具 有 强 抗 肿 瘤 活 性, 这 对 稀 有 人 参 皂 苷 的 生 物 转 化 制 备 、 新 药 开 发 及 进 行 工 业 化 生 产 具 有 重 要 的 应 用 价 值 。 同 时 系 统 地 比 较 了 8 种 真 菌 转 化 体 系 对 三 七 中 7 种 主 要 皂 苷 类 成 分 生 物 转 化 的 底 物 特 异 性, 显 示 新 月 弯 孢 霉 C u r v u l a r i a l u n a t a (W a ld .) B o e d .3.11 09 和 3.4381 、 顶 头 孢 C e p h a l o s p o r i u
21、m a c r e m o n i u m Co r d a 3.2058 、 C e p h a l o s p o r i u m a p h i d i c o l a S a c c a r d o 3.2059 只 能 转 化 原 人 参 二 醇 型 皂 苷, 不 能 转 化 原 人 参 三 醇 型 皂 苷; 少 根 根 霉 R h i z o p u s a r r h i z u s F is - c h e r 3.2896 和 3.3538 主 要 转 化 原 人 参 二 醇 型 皂 苷; 黑 曲 霉 A s p e r g i l l u s n i g e r V .T
22、ie g h 3.1858 和 蓝 色 犁 头 霉 A b s i d i a c o e r u l e a B a i n 3.3538 只 能 转 化 原 人 参 三 醇 型 皂 苷, 而 不 能 转 化 原 人 参 二 醇 型 皂 苷 。 这 些 研 究 为 进 一 步 探 讨 酶 的 作 用 机 制 及 转 化 规 律 奠 定 了 坚 实 的 基 础 2 。 1 R b 1 R h 2 (A ) R 1 R h 1 (B ) F ig .1 G i n s e n o s id e R b 1 t r a n s f o r m e d t o g in s e n o s i d
23、e R h 2 (A ) a n d P a n a x n o t o g i n s e n g s a p o n i n R 1 t r a n s f o r m e d t o g i n s e n o s id e R h 1 (B )b y f u n g i 大 豆 皂 苷 具 有 多 种 生 理 活 性 。 许 多 研 究 表 明 大 豆 皂 苷 所 带 的 糖 分 子 数 目 越 少, 其 豆 腥 味 越 弱, 而 生 理 活 性 越 高 。 利 用 某 些 微 生 物 体 内 的 酶 体 系 去 除 大 豆 皂 苷 的 部 分 糖 基, 不 仅 去 除 了 豆 制 品
24、 的 豆 腥 味, 而 且 还 产 生 抗 氧 化 、 调 血 脂 等 特 殊 功 效 。 田 晶 等 利 用 8 种 霉 菌 菌 株 对 7 种 大 豆 皂 苷 糖 苷 键 的 水 解 能 力 进 行 探 讨, 筛 选 得 到 米 曲 霉 A s p e r g i l l u s o r y z a e (A h lb .) Co h n 39s 、 黑 曲 霉 848s 和 米 曲 霉 慢 s 3 种 菌 株 所 产 的 B - 葡 萄 糖 苷 酶 活 性 较 高, 均 对 大 豆 皂 苷 的 糖 基 有 水 解 作 用, 使 其 转 化 成 低 糖 基 皂 苷 及 苷 元 3 ; 并
25、且 对 酱 油 制 曲 过 程 中 大 豆 皂 苷 的 变 化 与 A . o r y z a e 39s 、 A . o r y z a e 42s 和 A . n i g e r 848s 菌 株 对 大 豆 皂 苷 酶 解 的 变 化 进 行 了 比 较, 通 过 研 究 发 现, 两 种 过 程 所 产 生 的 新 皂 苷 很 相 似; 同 时 还 发 现, 酱 油 发 酵 过 程 中 大 豆 皂 苷 组 成 和 含 量 都 发 生 变 化 。 一 方 面, 由 于 酱 油 曲 子 中 含 有 水 解 大 豆 皂 苷 糖 基 的 酶, 可 以 水 解 部 分 糖 基, 产 生 低 糖
26、链 、 高 活 性 的 大 豆 皂 苷; 另 一 方 面, 大 豆 皂 苷 在 酱 油 发 酵 过 程 中 含 量 随 时 间 增 加, 由 10.40 m g /m L 增 加 到 30 d 时 的 19.00 m g /m L 。 采 用s p .848s 和 s p . 42s 菌 株 制 曲( 与 实 际 酱 油 发 酵 工 艺 中 所 用 菌 株 相 同), 对 这 一 变 化 规 律 研 究 发 现, 两 种 菌 株 所 产 的 糖 苷 类 酶 中, 除 有 水 解 大 豆 皂 苷 的 水 解 酶 外, 还 有 能 连 接 上 糖 基 的 酶 糖 基 转 移 酶 4 。 说 明 大
27、 豆 皂 苷 在 制 曲 过 程 中 的 变 化 机 制 与 酶 解 作 用 相 同, 都 是 在 水 解 酶 的 作 用 下 将 大 豆 皂 苷 的 糖 基 水 解 或 在 糖 基 转 移 酶 的 作 用 下 得 到 糖 基 增 加 的 皂 苷 。 这 一 规 律 对 酱 油 生 产 过 程 中 有 效 控 制 发 酵 时 间 以 便 有 效 控 制 实 际 大 豆 发 酵 制 品 的 生 理 功 能 非 常 有 意 义 。 甘 草 皂 苷 是 甘 草 中 主 要 的 活 性 成 分, 具 有 多 种 生 理 活 性 。 近 年 来 研 究 发 现 甘 草 皂 苷 对 艾 滋 病 病 毒(H
28、 I V ) 的 增 殖 有 显 著 的 抑 制 效 果, 甘 草 皂 苷 在 0.5m g /m L 可 抑 制 98% 以 上 的 H I V 病 毒 的 增 殖 。 但 因 其 有 潴 钠 排 钾 的 副 作 用, 过 多 服 用 导 致 人 体 电 解 质 平 衡 失 调 而 使 临 床 应 用 受 到 限 制 。 很 多 研 究 结 果 表 明, 甘 草 皂 苷 的 生 物 活 性 与 其B - 葡 萄 糖 醛 酸 基 有 密 切 的 关 系, 去 除 部 分 糖 基 往 往 能 改 变 或 提 高 其 生 理 活 性 。 如 去 除 甘 草 皂 苷 C3 位 最 末 端 一 分 子
29、 的B - 葡 萄 糖 醛 酸 基, 可 得 到 单 葡 萄 糖 醛 酸 基 甘 草 皂 苷(m o n o - B - g lu c u r o n i d e - g l y c y r r h iz in , GA M G) 。 鱼 红 闪 筛 选 出 一 种 黑 曲 霉 s p .48 菌 株, 具 有 将 甘 草 皂 苷 水 解 为 GA M G 的 酶 活 力, 转 化 率 达 1 0% 左 右 5 。 吴 少 杰 等 利 用 米 曲 霉 39 和 黑 曲 霉 U V - 48 两 种 菌 株 将 甘 草 皂 苷 转 化 为 单 葡 萄 糖 醛 酸 基 皂 苷 元, 但 转 化 率 还 较 低, 有 待 进 一 步 改 善 6 。 未 转 化 的 甘 草 皂 苷 利 用 树 脂 柱 回 收 循 环 利 用, 有 效 地 提 高 了 实 际 转 化 率 。 利 用 长 春 花 植 物 细 胞 悬 浮 培 养 也 能 将 942 中 草 药 Ch in e s e T r a d i t io n a l a n d H e r b a l Dr u g s 第 36 卷 第 6 期 2005 年 6 月
