《中药有效成分生物转化的研究进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中药有效成分生物转化的研究进展（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中药有效成分生物转化的研究进展摘 要:综述了近年来中药有效成分的生物转化的研究概况。生物转化是中药研究的重要方法 之一。生物转化为中药新药的研制和开发提供了良好的途径,将成为 21 世纪推动中药现代化、 产业化的核心技术之一。 关键词:生物转化;中药;有效成分Research Progress of Chinese Medicine Effective Component BiotransformationAbstract:The research synopsis about Chinese medicine effective component biotransformation in
2、the recent five years was summarized. Biotransformation is one of the important methods in Chinese medicine study. The Chinese medicine biotransformation will give a better way for its development and become one of the 21st century impetus for Chinese medicine modernizations, industrial production c
3、ore technologies. Key words:biotransformation;Chinese medicine;effective component中医药是中华民族的瑰宝,几千年来为民族的 健康作出了巨大的贡献,而且在国际范围内也越来 越受到世界的关注。但随着中药的长期开发,野生 药材资源日益减少,人工种植药材品质退化,使得 中药资源的开发潜力和应用价值受到极大的影响。 传统中药的优势与现代生物技术相结合,将是传统 中药走向现代化、国际化的重要途径。 所谓生物转化(Biotransformation),也称生物 催化(Biocatalysis),是利用植物离体培养细胞或器 官等
4、对外源化合物进行结构修饰而获得有价值产 物的生理、生化反应,其本质是利用生物体系本身 所产生的酶对外源化合物进行酶催化反应,它具有 反应选择性强、反应条件温和、副产物少、不造成环 境污染和后处理简单等特点。应用生物转化技术 研究中药有多种分类方法,作者从中药化学成分这 一角度对近年国内外应用生物技术研究中药的概况作一综述。涉及的主要化学成分包括生物 碱、苷 类、萜类、黄酮类、甾类、醌类等。 1 生物碱 Yu R M1等研究了在野罂粟悬浮培养细胞中 加入真菌对野罂粟培养细胞野罂粟碱和黑龙辛甲 醚产生的作用。董世建2等以 J-8 菌将前体物质 1- 苯基-2-甲氨基丙酮转化生成 d-伪麻黄碱。 2
5、 苷 类Zhan J X3等利用刺囊毛霉 3.3450 的培养液 对天麻素进行生物转化,得到产物对羟基苯甲醇, 转化率接近 100%。戴均贵等分别采用桔梗悬浮细 胞4和长春花悬浮细胞培养体系5进行生物转化, 均得到转化产物对羟基苯甲醇。蔡洁6等研究在 B5 液体培养基培养 22 d 的人参毛状根,在含有 11000 mmol#L-1 对羟基苯甲醇的生物合成培养基 中转化 24 h,对羟基苯甲醇转化率达 8418%。 赵明强7等首次以人参毛状根为反应器,在 B5 培养基上悬浮培养,对氢醌持续转化 24 h,结果转 化率达 89%。栗建明8等初步探讨人参毛状根转 化氢醌,生物合成熊果苷,转化率最高
6、达 89%。另 文还探讨了 MS 固体培养基上培养 32 d 的人参细 胞,在氢醌的生物合成培养基中转化 24 h 后,转化 率达 79115%9。于荣敏10等应用悬浮培养的转 基因何首乌毛状根转化,在加入底物后第 72 h,每 瓶培养物和培养基中熊果苷的含量达到最高,熊果 苷分泌进入培养基的百分比达到最高,为 2193%, 总摩尔转化率达到 81191%。 吴少杰11等分别采用生物酶水解法和液体发 酵转化法进行了甘草皂苷的生物转化,得到单葡萄 糖醛酸基甘草皂苷元,获得产物的产率分别为 2317%和 1010%。李晖12等利用黑曲霉干粉将甘 草酸转化为单葡萄糖醛酸基甘草次酸。王云13利 用绿色
7、木霉转化甘草酸,主要生成单葡萄糖醛酸甘 草酸(GAMG)和少量的甘草酸,且生成 GAMG 的 转化率为 88%。 Hasegawa H14等研究人参皂苷被肠细菌转化 的代谢物,包括 20(S)-原人参萜二醇-20-O-B-D-吡 喃葡糖苷和 3-O-油酰-M1。Dong A L15等首次报 道了利用 49 种微生物菌株对人参皂苷 Rg1 进行生 物转化研究,发现小型丝状真菌黑曲霉 311858 与 蓝色梨头霉 313538 具有转化能力,得到产物 MT1 和 MT2,经鉴定同为人参皂苷 Rh1。金凤燮课题组 对酶法制备稀有人参皂苷进行较为系统的研究。 用人参二醇型皂苷为底物,以人参皂苷-B-葡
8、萄糖苷 酶为生物催化剂,人参皂苷 Rh2 的收率为人参的 015%,其收率比红参提高 500 倍,副产物为人参皂 苷 Rg3、Rg5、Rh1、Rh3。周伟16等以人参总皂苷为 原料,进行菌种筛选、培养和转化,TLC 结果分析有 两个菌株均出现新的斑点,有一菌株对 Rg3 有较高 转化率,一菌株能较好转化 Rh2,并可能有 Com- pound K 的产生。Yu R M17等从西洋参冠瘿组织 悬浮培养物中提取分离得到 4 种人参皂苷类成分,分别鉴定为假人参皂苷 F11、人参皂苷 Rd、人参皂苷 Rb1 和人参皂苷 Rb3。刘欣18等从中华白玉蜗牛消 化酶中分离出的一种人参皂苷 Rb1 水解酶,该
9、酶对 人参皂苷 Rb1C20 位的一个糖苷键进行有选择的水 解生成人参皂苷 Rd。 杨秀伟19等探讨了人肠内细菌和短乳杆菌粗 酶分别与七叶树皂苷-Ia 共温孵后,七叶树皂苷 Ia 可转化产生异七叶树皂苷 Ia、去酰基七叶树皂苷 I、 21B-O-巴豆酰基原七叶树皂苷元和原七叶树皂苷元。 姜彬慧20等首次利用 B-葡聚糖苷酶对三七皂 苷-Fe 转化得到:20(S)原人参二醇-20-O-A-L-呋喃 阿拉伯糖基(1y6)B-D-吡喃葡萄糖苷、20(S)原人参 二醇-20-O-B-D-吡喃葡萄糖苷,转化率接近 95%。 3 萜 类 青蒿素的研究:李莉欣21等首次研究了大黄毛 状根培养体系对青蒿素的生
10、物转化反应,鉴定转化 产物为去氧青蒿素。Zhan J X22等通过华根霉和 雅致小克银汉霉进行转化,分离得到 3 个产物:去 氧青蒿素、3A-羟基去氧青蒿素和羟基青蒿素,其中 羟基青蒿素为新化合物,同时振荡条件下底物在无 菌培养基中也能发生微量转化得到去氧青蒿素。 Han J23等利用长春花及银杏植物细胞悬浮培养细 胞将青蒿素转化成 3A-羟基去氧青蒿素。Zhang Y S24等研究了在体外条件下辣根过氧化酶在以磷酸 缓冲液制备的细胞提取液中,很大地促进青蒿素的 生物合成,青蒿素的含量提高约 1 倍左右。 紫杉醇的研究:占纪勋25等首次利用铜绿假单 孢菌 AS11860 对紫杉醇进行转化,得到
11、 3 个产物 并鉴定为 baccatin2,baccatin V3 和 10-去乙酰 baccatin4。另还分别利用刺囊毛霉 AS313450、 刺孢小克银汉霉 AS313400 和普通变形菌 AS111208 对 sinenxan A 进行生物转化,得到转化 产物 10-去乙酰 sinenxan A1、6A-羟基-10-去乙酰 sinenxan A2、9A-羟基-10-去乙酰 sinenxan A326。 Zhao Y27等从蛇根木悬浮细胞内分离得到 3 个紫 15 第 2 期刘学湘等:中药有效成分生物转化的研究进展杉醇同系物:10-脱乙酰紫杉醇、 baccatin 和 10- deace
12、tylbaccatin。 宁黎丽28使用筛选出的短刺小克银汉霉对雷 公藤甲素 1a 进行生物转化,得到 4 个新的转化产 物,分别是 5A-羟基雷公藤甲素 1c、19A-羟基雷公藤 甲素 1d-a、19B-羟基雷公藤甲素 1d-b、1B-羟基雷公 藤甲素 1h;利用黑曲霉对雷公藤内酯酮 2a 进行生 物转化,得到 1 个转化后的新产物 16-羟基雷公藤内酯酮 2j。 叶敏29等往桔梗悬浮培养体系中加入斑蝥素 培养 6 d,培养液分离纯化得到混合存在的两个转 化产物,鉴定为一对差向异构体 1B-羟基斑蝥素和 1A-羟基斑蝥素,且均为未见报道的新化合物。 4 醌 类 Zhan W30等筛选刺囊毛霉
13、对大黄中的大黄酚、 大黄素甲醚、大黄素进行转化,得到 4 个转化产物大 黄酚-8-O-B-D-葡萄糖苷、大黄素甲醚 8-O-B-D-葡萄糖 苷、大黄素甲醚-1-O-B-D-葡萄糖苷和 X-羟基大黄素。 利用半乳糖代替葡萄糖作为培养基的碳源,转化大黄 酚得到产物大黄酚-1-O-B-D-葡萄糖苷和大黄酚-8-O- B-D-葡萄糖苷的混合物,而非大黄酚的半乳糖苷。 戴万生31等将大黄经酒精酵母、面包酵母后, 总蒽醌含量略有降低,分别为生品的 9718%、 9812%,结合型蒽醌含量降低,分别为生品的 52%、 48%,游离型蒽醌含量增加 6 倍左右,缓和了大黄 剧烈的泻下作用和对胃肠道的刺激。 5
14、黄酮类 王园园32等研究 Streptomyces griseus ATCC13273 对柚皮苷、橙皮苷、黄芩苷及木犀草素 的生物转化,产物分离鉴定分别是柚皮素-7-O-葡萄 糖苷、柚皮素、橙皮素、黄芩素、黄芩素-6-甲氧醚和 柯伊利素。另还用灰色链霉菌对芦丁进行转化,得 到 6 个代谢产物,分别是槲皮素-3-O-B-D-葡萄糖 苷、槲皮素、山奈酚-3-O-B-D-芸香糖苷、异鼠李素、 异鼠李素-3-O-葡萄糖苷和山奈酚,其中 4 个化合物 的抗氧化活性比芦丁强,并首次发现了苷类的去羟 基化反应33。 杨秀伟34等采用人肠内细菌与罗汉果中山奈 苷共温孵培养的方法,将山奈苷转化生成山奈酚 3-
15、O-A-L-吡喃鼠李糖苷、山奈酚 7-O-A-L-吡喃鼠李糖 苷、山奈酚和对-羟基苯甲酸。 6 甾类化合物 刘颖等分别利用唐古特山莨菪毛状根液体悬 浮培养体系35和长春花悬浮细胞培养体系36对去 氢表雄酮进行生物转化,得到多种不同的转化产 物,且这些化合物均为首次通过植物组织培养生物 转化的方法从悬浮培养体系中分离得到。 冯冰37等利用新月弯孢霉(31438 1)在培养过 程中产生的酶系对重楼皂苷 和重楼皂苷 C-3 位 糖链进行了选择性水解研究,结果表明新月弯孢霉 均能将两者糖链末端的鼠李糖水解,得到两种单糖 基甾体皂苷,转化产物分别鉴定为延龄草苷和偏诺皂苷元-3-O-B-D-吡喃葡萄糖苷。
16、 7 结 语 作者对近几年中药中主要有效成分的生物转 化作了介绍,报道中多以真菌、细菌、植物悬浮培养 体系、生物酶等作为转化体系,以达到提高生物活 性、降低毒副作用、缓和药性等作用。药用真菌是 中药的重要组成部分,其具有强大的分解转化能 力,但以此对化学成分进行转化的研究不多,以此 为切入点进行广泛深入的研究具有广阔的前景。 目前中药生物转化在我国还是处于起步阶段。 它是涉及到中药、化学与生物学的交叉学科,随着 与其联系融合的不断深入,将会为中医药的发展提 供强大的推动作用。在传统中药研究的基础上,应 用中药生物转化技术可以为开发新药、提高药物疗 效、降低药物毒副作用的研究提供新的手段,为中 药新药的发展开辟新的研究空间。 参考文献(References): 1 于荣敏,王莹,马莉,等.诱导子对野罂粟悬浮培养细胞中活性生物碱产生的作用考察J.药 物生物技术, 2003,10(4):218-222. YU Ro
