紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进展

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的一种重要次生代谢产物 ,研究紫杉醇的生物合成对于通过基因工程手段提高紫杉醇的产量 ,解决目前资源紧缺造成的巨大供求矛盾具有重要意义 ,这就需要对紫杉醇生物合成途径中催化各步反应 (尤其是关键步骤 )的酶以及编码这些酶的基因有个全面的了解。对近年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进行了综述 ,大部分酶及相关基因已被分离、克隆 ,但还有一些酶及相关基因没有发现 ,有待继续深入研究。     

紫杉醇生物合成的研究进展

对国内外期刊中有关紫杉醇生物合成部位,途径及其影响因素的研究作了综述,提出了人工调控紫杉醇生物合成的几条途径。     

紫杉醇生物合成途径中羟化酶的研究进展

紫杉醇是一种从红豆杉植物中提取的具有显著抗癌效果的萜类化合物,但在红豆杉中含量很低,难以满足日益增长的临床需求。近年来,利用合成生物学技术建立新的紫杉醇来源途径已成为研究热点。目前,紫杉醇合成相关酶基因大部分已被克隆和鉴定,但其中羟化酶基因的发现与应用仍是目前研究的热点和难点。本文对紫杉醇生物合成途径研究进展进行了综述,对其中羟化酶的克隆及功能研究体系进行了重点深入分析,最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望,以期为紫杉醇合成途径中未知羟化步骤的羟化酶基因克隆,以及利用合成生物学技术实现紫杉醇的大量生产提供依据。     

紫杉醇生物合成的研究进展

本文对近年来研究紫杉醇的生物合成及生物合成途径中关键酶的进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已经基本明了,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上大量生产紫杉醇的曙光已经出现。     

紫杉醇生物合成的研究进展

本文对近年来研究紫杉醇的生物合成及生物合成途径中关键酶的进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已经基本明了,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上大量生产紫杉醇的曙光已经出现。     

紫杉醇的生物合成

１．引言紫杉醇（Ｐａｃｌｉｔａｘｅｌ,商品名为Ｔａｘｏｌ）,是从紫杉树皮中分离提取到的一种天然抗肿瘤物质。１９９２年,美国ＦＤＡ已批准将其用于治疗难治的卵巢癌和转移性乳腺癌。紫杉醇独特的抗癌活性机制在于它属于有丝分裂抑制剂或纺锤体毒素,不但能抑制细胞...     

紫杉醇生物合成途径及调控研究进展

本文综述了紫杉醇的生物合成途径、代谢调控及基因工程方面的研究进展,总结了代谢调控与基因工程方法提高红豆杉属植物细胞培养紫杉醇合成量的研究状况,并在探讨生物合成途径理论的基础上,对紫杉醇生物合成的限速步骤进行了阐述,指出解决侧链合成的根速步骤问题会显著提高紫杉醇的生物合成量。     

紫杉醇生物合成酶的研究进展

抗癌药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物.研究紫杉醇生物合成酶,特别是其合成关键酶,将为利用基因工程手段大量生产紫杉醇打下基础.对紫杉醇生物合成过程中参与酶的研究进展作一综述.     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

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。     

紫杉醇组合生物合成的研究进展

紫杉醇是植物次级代谢产物中一种具有抗癌作用的萜类物质。但由于在自然界中含量低、难获得使其成本昂贵,临床应用受限。近年来,利用组合生物合成技术制备紫杉醇成为研究热点,研究用的体系以大肠杆菌、酵母为主,还涉及到小立碗藓、拟南芥、番茄、人参等植物体系。文中综述了不同体系中紫杉醇的组合生物合成研究进展,分析了目前存在的问题,并对不同体系的发展方向提出建议。最后,结合本实验室对紫杉醇组合生物合成的小立碗藓体系的研究,阐述了其发展前景和优势。     

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.     

Ecdysone biosynthesis: Pathways,enzymes, and the early steps problem

Summary

In this review, the different aspects of the ecdysone biosynthesis have been described. The “early step problem” and the enzymes which are involved in the final sequence of hydroxylations are discussed in detail. The recent results obtained on ecdysone biosynthesis in embryos are also summarized.     

靛蓝生物合成酶的研究进展

靛蓝色素是人类所知最古老的色素之一,广泛用于食品、医药和印染工业。靛蓝最初由植物中提取获得,作为一种色泽艳丽、无毒无害、能够生物降解的环保型染料,深受青睐。生物合成靛蓝因其绿色、高效、节约土地、安全稳定等优点,作为取代目前植物提取及化学合成的主流途径,受到广泛关注。在过去的几十年中,许多天然酶和工程酶已筛选用于合成靛蓝。本文概述了能够催化靛蓝生物合成的酶及相关应用,并探讨了当前存在的问题和未来研究方向,为推进基于生物合成的靛蓝工业化生产奠定基础。     

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。     

紫杉醇免疫检测方法的研究进展

紫杉醇是一种有效的抗肿瘤药物,广泛应用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌等癌症。紫杉醇在紫杉树皮中的含量极低（仅为0．01％）,而且紫杉醇是一种对蛋白质有着高亲和力的小分子,在体液中约有98％的分子与蛋白质结合,因此需要一种高灵敏度、高通量的检测方法对紫杉醇进行鉴定。在分析紫杉醇检测方法的基础之上,综述了紫杉醇免疫学检测方法的研究进展,包括紫杉醇半抗原的分子修饰、蛋白偶联物的构建和鉴定以及免疫学检测方法在植物组织和病人血浆中紫杉醇定性和定量中的应用。     

超声波对红豆杉悬浮细胞生长及紫杉醇释放的研究

分析了超声波对中国红豆杉悬浮细胞培养的生长,紫杉醇合成及释放的影响,细胞对不同强度及作用时间的超声波反应不同,用38kHz,120s的超声强度处理悬浮细胞,紫杉醇胞外释放率由对照的10％左右提高到40－50％,总产量提高了47％,超声波处理植物细胞,提供了在保持细胞生长的前提下有效刺激胞内次生代谢物的简易操作方法。     

Pyrimidine biosynthesis in Serratia marcescens: Polypeptide interactions of three nonsequential enzymes

Orotidine-5-monophosphate pyrophosphorylase (OMPppase, E.C. 2.4.2.10) and orotidylate decarboxylase (OMPdecase, E.C. 4.1.1.23) were purified from Serratia marcescens HY. These enzymes required physical association for maximal catalytic activities and formed a fragile complex with dihydroorotase (DHOase, E.C. 3.5.2.3.). OMPppase reversibly lost 50% of its activity upon separation from DHOase. The kinetic characteristics of OMPppase were modified by this separation. In the presence of DHOase, the K _ms for PRPP and orotate were stoichiometric: 2.3×10^–6 m and 2.6×10^–6 m, respectively. Following separation, the K _ms were significantly different: 1.3 × 10^–6 m for PRPP and 4.1×10^–6 m for orotate. OMPppase and OMPdecase could be reversibly separated by acrylamide gel electrophoresis, but the separation was accompanied by a loss of catalytic efficiency for both enzymes. DHOase readily associated into multiple molecular forms and could not be purified. The DHOase-OMPppase-OMPdecase interactions demonstrate that a weakly aggregated, multifunctional enzyme complex participates in the biosynthesis of pyrimidine nucleotides in S. marcescens. This unique association of nonsequential biosynthetic enzymes may represent a larger complex which provides a channeling or regulatory unit.This work was supported by grants from the National Science Foundation (NSF GB 5811) and the Office of Naval Research (Nonr 4413). One of us (J.W.) was a National Science Foundation Graduate Fellow.