紫杉醇及其衍生物的研究概况与发展趋势

本文分别从生物资源,药理学,化学合成和组织培养方面对红豆杉植物中紫杉醇及其衍生物的研究工作进行了综述,从中可以了解紫杉醇及其衍生物的研究概况与发展趋势。     

利用运动红豆杉悬浮细胞生长紫杉醇和紫杉烷类化合物

云南红豆杉（Taxus yunnanensis Cheng et L.K.Fu）的一些株紫杉醇高产细胞系经过8年多的继代培养,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力。从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到8个紫杉烷类合物。经核磁共振光谱和质谱数据分析,它们的化学结构分别是2,5,10－三乙酰基－14－丙酰氧基紫杉二烯（1）、2,5,10－三酰氧基－14－（2′－甲基丙酰氧基）紫杉二烯（2）,2,5,10,14－四乙酰氧基紫杉二烯（3）、2,5,10－三乙酰氧基－14－（2′－甲基－3′－羟基丁酰氧基）紫杉二烯及其差向异构体（4和5）、巴卡亭Ⅳ（6）、巴卡亭Ⅲ（7）和紫杉醇（8）。化合物3、5－7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到。定性分析表明,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似。另外,此株紫杉高产细胞系的紫杉醇含量可达高0．3％,可用来进行大规模培养。     

无机元素对紫杉醇和紫杉烷类化合物生物合成的调控作用

利用细胞培养生产此杉醇是重要的生产途径之一,但是,由于紫杉醇含量低,已经成为世界级研究难题。因此,紫杉醇的生物合成调控成为研究热点。Ｍｇ＾＋＋有利于紫杉醇的合成,并促进１０－去乙酰浆果赤霉素Ⅲ和浆果赤霉素Ⅲ向紫杉醇转化。Ｃｕ＾＋＋抑制紫杉醇及紫杉烷类化合物的合成。适量的Ｆｅ＾＋＋可以促进紫杉醇的合成,但较高或产低浓度的Ｆｅ＾＋＋均抑制１０－去乙酰浆果赤霉素Ⅲ和浆果赤霉素Ⅲ向紫杉醇转化。     

产紫杉醇真菌的研究概况与紫杉醇工业生产的一个新思路

分离自太平洋红豆杉的天然抗癌药物紫杉醇(Taxol)已在临床上广泛应用,市场需求日益增强,但工业产量受原料红豆杉树木短缺的制约,供需存在巨大差距。1993年,Stierle等分离到一株与太平洋红豆杉共生的真菌安德烈紫杉菌,证实产生紫杉醇,为利用真菌发酵生产紫杉醇带来可能。通过分析目前工业生产技术存在的问题,总结了产紫杉醇真菌研究的进展及其重要意义。认为利用真菌大规模发酵生产紫杉醇或其中间体,是摆脱制约的一条新思路,具有广阔的应用前景,并且可以带动其他产品的开发。     

云南红豆杉中紫杉醇和四种紫杉烷类化合物含量

云南红豆杉中紫杉醇和四种紫杉烷类化合物含量项伟张宏杰阮德春孙汉董（云南省林业科学院,昆明６５０２０４）（中国科学院昆明植物研究所,昆明６５０２０４）Ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔａｘｏｌａｎｄｏｔｈｅｒ４ｔａｘａｎｅｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄｓｉｎＴａｘｕｓｙｕ...     

生长调节物质对紫杉醇和紫杉烷类化合物合成的调控作用

植物生长调节物质不但控制细胞分裂,也影响着紫杉醇或紫杉烷类化合物的合成,５ｍｇ／Ｌ ＮＡＡ、１ｍｇ／Ｌ ＢＡ有利于紫杉愈伤组织的生长。随着ＢＡ深度伯提高,愈伤组织的增长率明显下降但是,其紫杉醇含量却有所增加。ＢＡ与ＮＡＡ的比例在有利于１０－去乙酰浆果赤霉素Ⅲ合成,添加高浓度ＧＡ５和ＣＣＣ均掏紫杉愈伤组织的生长,２ｍｇ／ＬＧＡ３、１ｍｇ／Ｌ ＣＣＣ有利于紫杉醇的合成。     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物

云南红豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过8年多的继代培养,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力.从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到8个紫杉烷类化合物,经核磁共振光谱和质谱数据分析,它们的化学结构分别是2,5,10-三乙酰氧基-14-丙酰氧基紫杉二烯(1)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基丙酰氧基)紫杉二烯(2)、 2,5,10,14-四乙酰氧基紫杉二烯(3)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基-3′-羟基丁酰氧基)紫杉二烯及其差向异构体(4和5)、巴卡亭Ⅳ(6)、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇(8).化合物3、 5-7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到.定性分析表明,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似.另外,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达0.3%,可用来进行大规模培养.     

前体化合物与诱导子对紫杉醇和紫杉烷类化合物合成的调控作用

添加Ｄ,Ｌ－β－苯丙氨酸和苯丙氨酸没有显著促进紫杉醇的合成,乙酸和苯甲酸对紫杉醇的合成有抑制作用,Ｃ１３位侧链合成的前体含量并不是合成紫杉醇的限制性因素。１￣３ｍｇ／Ｌ的α－亚麻酸没有促进紫杉醇和紫杉烷类化合物的合成。茉莉酮酸显著地促进了紫杉醇的合成,５ｍｇ／Ｌ茉莉酮酸处理的紫杉醇含量达到１３４μｇ／ｇＤＷ,是对照的９倍。     

南方红豆杉紫杉烷高含量植株系RAPD初步研究

南方红豆杉（Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓｖａｒ． ｍａｉｒｅｉ（Ｌｅｍｅｅ ｅｔＬｅｖｌ．） Ｃｈｅｎｇ ｅｔＬ．Ｋ．Ｆｕ） 是我国提取抗癌药紫杉醇的原料植物之一,但分布于不同地区的南方红豆杉其紫杉醇含量差异很大。应用ＲＡＰＤ技术,用２１ 个引物共扩增２５６ 条条带,其中有２２４ 条有多态性（８７．８ ％） 。结合紫杉烷及紫杉醇含量测定和植物形态分类,初步探讨了紫杉烷高含量植株的分子特征、形态和生境的相互关系。在供试的１２ 个地区２４ 个样品中,提出３ 个地区存在紫杉烷高含量植株系的可能性,为资源利用和保护以及优良品种的培育提供基     

植物内生真菌产紫杉醇的研究*

紫杉醇（Ｔａｘｏｌ,商品名Ｐａｃｌｉｔａｘｅｌ）最早是由美国Ｗａｎｉ等于１９７１年分离自短叶红豆杉（Ｔａｘｕｓ ｂｒｅｖｉｆｏｌｉａ）的茎皮部［１］,具有独特的抑制微管解聚和稳定微管的作用,对多种临床恶性肿瘤具有突出的疗效,是近年来发现的最重要的抗肿瘤药物之一。随着紫杉醇的需求量日益增大,寻找紫杉醇的新来源已成为当务之急,如化学合成紫杉醇的研究［１］,以１０－去乙酰巴卡亭Ⅲ为原料半合成紫杉醇［３］,利用红豆杉细胞培养技术生产紫杉醇等,但目前尚不具备实用价值。自发现了产紫杉醇的植物内生真菌以后［４…     

Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling

To apply the fundamental principles of genome shuffling in breeding of taxol-producing fungi, Nodulisporium sylviform was used as starting strain in this work. The procedures of protoplast fusion and genome shuffling were studied. Three hereditarily stable strains with high taxol production were obtained by four cycles of genome shuffling. The qualitative and quantitative analysis of taxol produced was confirmed using thin-layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC) and LC-MS. A high taxol producing fungus, Nodulisporium sylviform F4-26, was obtained, which produced 516.37 μg/L taxol. This value is 64.41% higher than that of the starting strain NCEU-1 and 31.52%―44.72% higher than that of the parent strains.     

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。     

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。     

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.     

产紫杉醇菌株原生质体诱变育种的研究

对紫杉醇产生菌NCEU-1的原生质体进行了紫外线和氯化锂复合诱变,筛选制霉菌素抗性突变株,共筛选出了4株正突变株。经发酵筛选试验,获得了一株遗传性状稳定、高产紫杉醇的原生质体诱变菌株——UL_04-5,其紫杉醇产量从出发菌株的314.07μg/L提高至418.24μg/L。     

紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展

紫杉醇是红豆杉属植物次生代谢产物之一,是近20年来抗癌药物研究领域的重要发现。弄清楚紫杉醇合成途径和相关酶的反应可以从根本上大大提高紫杉醇的产量。综述近几年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究工作,包括已经得到相应cDNA克隆的紫杉二烯合成酶,细胞色素P450氧化酶和3个紫杉烷的乙酰转移酶,由于GGPP是紫杉醇合成的必需前体,HMGR和GGPP合成酶的相关情况也有简述。     

植物内生拟盘多毛孢的生物多样性

内生拟盘多毛孢是植物 (尤其是木本植物 )内生真菌的重要类群。分离自红豆杉的内生小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsismicrospora)能产生抗癌的代谢产物紫杉醇 ,因而引起了人们对内生拟盘多毛孢研究的兴趣。拟盘多毛孢内生于植物的根、茎、叶及繁殖体中 ,已鉴定的内生拟盘多毛孢有 2 3种。在已调查的植物中 ,内生拟盘多毛孢的定殖率有很大差异 ,在红树 (Rhizophoraapiculata)、椰子 (Cocosnucifer)、西藏红豆杉 (Taxuswallichiana)、茶梅 (Camelliasasanqua)、Fragraeabodenii和Cordemoyaintegrifolia等木本植物中 ,拟盘多毛孢是内生真菌的优势类群。一种拟盘多毛孢可内生于多种植物体内 ,一种植物也可有多种拟盘多毛孢内生 ,其分布与植物所处的生态环境和地域有关。在一定的宿主植物生理条件或外界环境条件下 ,某些内生拟盘多毛孢可转变为寄生或腐生。对植物内生拟盘多毛孢代谢产物的研究表明 ,拟盘多毛孢可产生多种次生代谢产物 ,包括抗癌物质 (紫杉醇和粗榧酸 )和抗菌物质 (环己烷类物质、粗榧酸和 pestaloside)。植物内生拟盘多毛孢的资源调查和开发应用具有广阔的前景。     

丝状真菌次级代谢产物的研究现状与发展趋势

近年来,丝状真菌次级代谢产物的研究在国内外受到了极高的重视,同时也取得了较大的进展。本文对丝状真菌次级代谢产物的生物合成和调控机制以及隐性次级代谢产物生物合成基因簇的激活等方面进行了简述,同时对组合生物学给真菌次级代谢产物研究带来的机遇和挑战进行了讨论。     

前体及诱导子和发酵条件对烟曲霉TMS-26产紫杉醇发酵体系优化

紫杉醇是一种广谱的抗癌药物,因其具有独特的抗癌机制、良好的抗癌效果和供不应求的市场等特征而备受关注。紫杉醇具有重大经济效益,但产量受到制约,价格极为昂贵,通过内生真菌发酵法生产紫杉醇能在一定程度上缓解其来源困难的问题。在产紫杉醇内生真菌TMS-26发酵液中添加前体物质和诱导子,并通过对接种量、装液量、初始pH和发酵时间等条件进行优化研究。单因素及正交试验表明在PDB培养基中加入苯丙氨酸20mg/L、苯甲酸钠30mg/L、乙酸钠8g/L、甘氨酸15mg/L、CuSO₄ 0.05mg/L、H₂O₂ 6mmol/L、3,5-二硝基水杨酸15mg/L时能有效提高紫杉醇产量,比优化前增产46.64%,达到446.28µg/L,并且发现最适菌株TMS-26的发酵条件为pH7.5、接种量5%、装液量120mL/250mL、发酵时间为10d。     

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。