内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望（英文）

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

内生真菌发酵生产紫杉醇的研究现状与展望

抗癌药物紫杉醇已在临床上广泛应用,但受原料红豆杉树木短缺的制约,存在巨大的供需差距,而内生真菌发酵生产紫杉醇是解决紫杉醇药源问题的很有前景的途径之一.结合课题组多年来开展的科学试验研究工作,概述了内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生真菌的分离研究现状和生物多样性及提高内生真菌生物合成紫杉醇量的途径.     

内生真菌产紫杉醇研究的回顾与展望

紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。近年来的研究发现,从植物内生真菌中发酵生产紫杉醇被证明是解决药源问题的有效途径。本文概述了微生物发酵生产紫杉醇的研究进展,包括产紫杉醇内生真菌的分离、多样性和真菌产紫杉醇的优势,紫杉醇的提取和检测技术,同时对如何提高内生真菌紫杉醇产量进行了比较全面的综述。随着现代分子生物学技术和微生物发酵工程的发展,工业上大规模发酵生产紫杉醇将有望实现。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望北大核心CSCD

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

真菌紫杉醇/烷研究近况

紫杉醇（Taxol?）是天然抗癌药物,已在临床上广泛使用,市场需求量大,由于生产原料的制约,供需之间存在巨大缺口,价格仍然昂贵。利用真菌发酵生产紫杉醇是解决药源的一条新途径。对产紫杉醇内生真菌的多样性,紫杉醇真菌的采集鉴定、真菌紫杉醇提取和测定的一些经验,紫杉醇真菌分子生物及生物合成代谢研究进展等进行了综述。     

植物细胞工程技术生产紫杉醇研究进展

紫杉醇是一种二萜类生物碱,主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用植物细胞工程技术是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源红豆杉、解决紫杉醇药源紧缺的一种最有效方法。该文对近十年来国内外有关采用植物细胞工程技术生产紫杉醇的研究进展,包括红豆杉细胞系的建立、悬浮培养条件的研究、生物反应器培养以及紫杉醇合成代谢调控方面的最新研究进展进行综述。并重点论述了前体、诱导子和代谢支路抑制剂对红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇的影响,为植物细胞工程技术生产紫杉醇提供借鉴和参考。     

产紫杉醇植物内生真菌的研究进展

紫杉醇是一种二萜类生物碱,通过抑制微管解聚和稳定微管的作用来抑制有丝分裂,是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,已在临床上广泛使用,市场需求量巨大,但由于生产原料的制约,价格十分昂贵。近年来的研究表明,利用植物内生真菌发酵生产紫杉醇是解决药源问题的有效途径。本文就产紫杉醇内生真菌的分离与鉴定方法、紫杉醇的提取与检测技术及在研的菌种进行综述,并进一步提出目前内生真菌源紫杉醇研究存在的问题与前景。     

一种云南红豆杉内生真菌的分离

本文首次报道从云南红豆杉树皮中分离出一种内生真菌,并用薄层支析技术对该真菌培养物进行了分析,初步结果表明该真菌能合成抗癌药物紫杉醇。     

南方红豆杉产紫杉醇内生真菌的分离

对从广东乳源县的南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)内生真菌中分离和筛选产紫杉醇的内生真菌进行了研究。从南方红豆杉的树皮、茎部、叶片及叶片研磨物中分离纯化了145株内生真菌,对其中的53株内生真菌采用摇瓶发酵培养的方法筛选产紫杉醇的内生真菌。发酵物和菌丝体经研磨、离心、乙酸乙酯萃取和浓缩,经硅胶薄层层析(TLC),高效液相色谱(HPLC)以及液相色谱-质谱(HPLC-MS)分析和检测,结果表明,从茎部分离的1株内生真菌能够产紫杉醇或其异构体, 产量达180 μg L^-1。通过对产紫杉醇内生真菌进行诱变、筛选以及优化培养条件等措施,大规模培养生产紫杉醇是具有可行性的。     

一株产紫杉醇内生真菌液体发酵工艺的优化

紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的天然抗癌药物,可以有效地治疗乳腺癌、子宫癌等。近年来的研究发现,从植物内生真菌中发酵生产紫杉醇被证明是解决药源问题的有效途径。从分离到的420株内生真菌中筛选到一株产紫杉醇的内生真菌XC1-07为实验材料进行发酵条件的初步优化。结果表明：最适碳源、氮源分别是麦芽糖和NH4NO3;在含10g/L NH4NO3、90g/L麦芽糖、1.0g/L MgSO4、pH6的优化培养基中培养13d,紫杉醇的产量为1,124.34μg/L。为目前报道的植物内生真菌发酵生产紫杉醇最高的产量。     

Will fungi be the new source of the blockbuster drug taxol?

Taxol (paclitaxel) is widely used for the treatment of various kinds of cancers. Originally, the major source of taxol was bark of the Pacific yew tree (Taxus brevifolia). However, this proved devastating to natural populations of the trees. To protect the Pacific yew, alternatives to the use of trees are sought. One solution is the use of taxol or its precursors derived from fungi. A large number of endophytic fungi that reside within healthy plants have been reported to be taxol producers. However, fungal epiphytes, pathogens and saprophytes have also been found to produce taxol. Several strains of fungi belonging to species Metarhizium anisopliae and Cladosporium cladosporioides MD2 are very promising, producing taxol at levels up to 800 μg/L. This review examines the potential for production of taxol from fungi. The biology of taxol synthesis in fungi and measures which may improve taxol yield are also discussed.     

一株产紫杉醇内生真菌YN6的分离及鉴定

从云南红豆杉（Taxus yunnanensis）树皮内表皮中分离得到75株内生真菌,采用基于紫杉醇合成关键酶10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-O-乙酰基转移酶（10-deacetylbaccatin Ⅲ-10-O-acetyl transferase,DBAT）和C-13苯丙氨基侧链CoA乙酰基转移酶（C-13-phenylpropanoid side chain-CoA acyltransferase,BAPT）基因为标志分子的快速筛选方法获得一株可产紫杉醇的内生真菌YN6,并通过高效液相色谱法和质谱法对其紫杉醇进行分析.同时,通过对内生真菌YN6的形态特征分析以及18S rDNA序列分析将其初步鉴定为拟盘多毛孢属（Pestalotiopsis sp.）真菌. 拟盘多毛孢YN6的紫杉醇产量约为120~140 μg/L,是目前已报道的紫杉醇产量较高的野生菌株之一. 拟盘多毛孢YN6的发现为微生物发酵生产紫杉醇提供了潜在的优良种质资源.     

Baseline Survey of Root-Associated Microbes of Taxus chinensis (Pilger) Rehd

Taxol (paclitaxel) a diterpenoid is one of the most effective anticancer drugs identified. Biosynthesis of taxol was considered restricted to the Taxus genera until Stierle et al. discovered that an endophytic fungus isolated from Taxus brevifolia could independently synthesize taxol. Little is known about the mechanism of taxol biosynthesis in microbes, but it has been speculated that its biosynthesis may differ from plants. The microbiome from the roots of Taxus chinensis have been extensively investigated with culture-dependent methods to identify taxol synthesizing microbes, but not using culture independent methods.,Using bar-coded high-throughput sequencing in combination with a metagenomics approach, we surveyed the microbial diversity and gene composition of the root-associated microbiomefrom Taxus chinensis (Pilger) Rehd. High-throughput amplicon sequencing revealed 187 fungal OTUs which is higher than any previously reported fungal number identified with the culture-dependent method, suggesting that T. chinensis roots harbor novel and diverse fungi. Some operational taxonomic units (OTU) identified were identical to reported microbe strains possessing the ability to synthesis taxol and several genes previously associated with taxol biosynthesis were identified through metagenomics analysis.     

微生物发酵生产紫杉醇研究进展

概述了微生物发酵法生产紫杉醇的研究进展,包括产紫杉醇内生真菌的多样性和真菌产紫杉醇的优势,内生真菌分离、紫杉醇纯化和含量测定方法,同时对如何提高内生真菌紫杉醇产量进行了比较全面的综述。     

产紫杉醇类云南红豆杉内生真菌筛选的研究

采用无菌技术从云南红豆杉中分离得到200余株内生真菌,经过PDA液体培养基发酵后用TLC、HPLC等方法检测,发现其中有一株的胞外分泌物中含有紫杉醇,标号12．3,2。经过形态学鉴别,其属于青霉属（Penicillium）。利用微生物（特别是内生真菌）产紫杉醇是新的途径,该菌株具有进一步研究的价值。     

红豆杉内生真菌产紫杉醇相关基因BAPT的鉴定及初步研究

从几种红豆杉中先后分离了30余种内生真菌,深入研究了三种能够产紫杉醇的内生真菌。形态学观察及18srDNA鉴定它们分属于Fusarium(属)和Pestalotiopsis(属),三个菌株均可以在离体培养的条件下产生紫杉醇,经两周培养产量可分别达到8.5,31.5,31.1μg/L。(其中Pestalotiopsis1分离于南方红豆杉,Fusarium1分离于东北红豆杉,Pestalotiopsis2分离于中国红豆杉)。对这些内生真菌产紫杉醇的初步机理作了研究。BAPT(C-13phenylpropanoidsidechain-CoAacyltransferase)是红豆杉中紫杉醇合成途径里支链合成的关键酶之一,我们根据其保守区序列设计了引物,首次在能产生紫杉醇的上述三种红豆杉内生真菌中克隆得到了BAPT基因片段,而分离的其它真菌并没有得到扩增。序列分析表明,来自内生真菌的BAPT基因片段序列与红豆杉BAPT基因片段序列具有非常高的相似性(98.9%)。推测红豆杉内生真菌之所以能够合成紫杉醇,相关基因可能直接源于其宿主植物,即其遗传学起源是基因转移而不是共进化。这同时也建立了一种快速经济的鉴定产紫杉醇真菌的辅助方法。内生真菌的遗传稳定性及改良在进一步研究中。     

An endophytic taxol-producing fungus from Taxus x media, Aspergillus candidus MD3

An endophytic taxol-producing fungus (strain MD3) isolated from the inner bark of Taxus x media was identified as Aspergillus candidus according to its morphological characteristics, physiological and biochemical characteristics, and 18S rRNA gene sequence analysis. Taxol produced by A. candidus MD3 was shown to be identical to authentic taxol analyzed by UV, HPLC, MS and nuclear magnetic resonance spectroscopy. The gene encoding the 10-deacetylbaccatin III-10- O -acetyl transferase, which catalyzes formation of the last diterpene intermediate in the taxol biosynthetic pathway, has been cloned from A. candidus MD3 for the first time and possesses high homology to the same gene found in Taxus spp.