八角茴香中莽草酸提取和纯化工艺的研究

本文对八角茴香中莽草酸的提取和纯化工艺进行优化研究.结果表明,莽草酸的最佳提取工艺条件为:常规水浸提,温度80℃,固液比1:15,提取时间100 min,莽草酸的提取量达到0.1795 g.最佳纯化工艺:莽草酸浸膏搅拌硅胶,柱层析,乙酸乙酯洗脱,莽草酸洗脱量达到0.1742 g,真空浓缩至干,甲醇和水混合结晶,得含量98%的纯品莽草酸.     

理性设计和构建过量合成莽草酸的大肠杆菌代谢工程菌

利用代谢工程手段理性改造野生大肠杆菌的莽草酸(Shikimic acid,SA)合成途径及相关代谢节点,以构建高产莽草酸的工程菌株.根据细胞代谢网络分析,利用Red-Xer重组系统连续删除了野生型大肠杆菌CICIMB0013的莽草酸激酶基因(aroL、aroK),葡萄糖磷酸转移酶系统(PTS)的关键组分EIICBglc的编码基因(ptsG)以及奎宁酸/莽草酸脱氢酶基因(ydiB)并系统评价了基因删除对细胞的生长、葡萄糖代谢和莽草酸积累的影响.aroL、aroK的删除阻断了莽草酸进一步转化成为莽草酸-3-磷酸,初步提高莽草酸的累积.删除ptsG基因使大肠杆菌PTS系统部分缺失,细胞通过GalP-glk(半乳糖透性酶-葡萄糖激酶)途径,利用ATP将葡萄糖磷酸化后进入细胞.利用该途径运输葡萄糖能够减少PEP的消耗,使得更多的碳代谢流进入莽草酸合成途径,从而显著提高了莽草酸的产量.在此基础上删除ydiB基因,阻止了莽草酸合成的前体物质3-脱氢奎宁酸转化为副产物奎宁酸(Quinic acid,QA),进一步提高了莽草酸的累积.初步发酵显示4个基因缺失的大肠杆菌代谢工程菌生产莽草酸的能力比原始菌提高了90多倍.     

雪松松针中莽草酸的纯化方法研究

为建立莽草酸的纯化方法,以莽草酸的含量为指标,对雪松松针水提液的醇沉、大孔吸附树脂单用或与不同柱层析合用的纯化方法进行了探索。最终确定的莽草酸的纯化工艺流程为:提取-醇沉-柱层析-重结晶,其中醇沉法可以将莽草酸的含量由12.69%提升到20.08%,大孔吸附树脂柱层析法单用可以将莽草酸的含量由20.08%提升到35.73%,回收率均超过95%;大孔吸附树脂柱结合硅胶柱层析法可得到纯度为80.05%的莽草酸近白色固体,回收率达60.04%,再经二氯甲烷和甲醇重结晶得到纯度为96.54%的莽草酸白色粉末,表明该纯化方法简单可行,重复性好,易于实施工业化生产。     

响应曲面法优化马尾松中莽草酸的超声提取工艺

以马尾松松针为原料,采用超声波提取法从松针粉中提取莽草酸,通过考察料液比((VH2O∶m松针粉,mL:g)、提取时间、提取温度及超声波功率等因素对松针中总莽草酸含量的影响,并在单因素试验的基础上,选取料液比、提取时间、超声波功率3个变量,进行Box-Behnken中心组合设计优化,获得马尾松松针中莽草酸的最佳提取工艺参数为料液比1∶26,提取时间为46min,超声波功率为359 W,此条件下莽草酸的提取率为1.948%。     

微生物发酵生产莽草酸及其树脂分离性能的探讨

莽草酸是一种具有较高药用价值的化合物,在医药、食品、工业等领域具有重要作用。莽草酸的生产方法很多,包括植物提取法、化学合成法、微生物发酵法等,从植物中提取时使用中草药植物八角茴香,化学合成时以环戊二烯和苯醌为原料,微生物发酵生产时以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等微生物为工程菌。本文就莽草酸的微生物发酵生产方法做简单介绍,阐述了莽草酸树脂分离性能等的研究,并对莽草酸未来发展应用做出展望。     

八角莽草酸不同纯化方法的比较研究

利用重结晶、醇沉和柱层析等方法对八角莽草酸进行提取纯化,并比较了不同方法的纯化结果。结果表明:乙醇沉淀法的纯化效果明显,醇沉后进行硅胶柱或大孔树脂柱层析分离纯化莽草酸的效果都大为提高,纯度都达到82%以上。利用一种新的洗脱体系-乙酸乙酯和甲醇的混合溶剂,用于硅胶柱层析法纯化莽草酸,能将莽草酸与其近似物很好地分离,纯度达到94.6%,纯化的效果优于大孔树脂柱。最终确定了高效提取纯化莽草酸的工艺流程:微波提取——醇沉法初步纯化——柱层析法进一步纯化。     

3-脱氢莽草酸生物合成的代谢工程

3-脱氢莽草酸,是芳香族氨基酸生物合成代谢途径中一种重要的中间产物,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料。这样以无毒可再生物质为起始原料的合成方法与传统的有机合成化学制剂的方法相比,对环境更加有利。此外,它还是一种十分有效的抗氧化剂。工业上一般采用化学合成法和发酵法来生产3-脱氢莽草酸,随着代谢工程的兴起,使得更加理性改造菌株成为可能,这更加促进了发酵法的广泛应用。本文主要介绍了代谢工程在生物合成3-脱氢莽草酸生产菌改造中的应用情况,其中涉及3-脱氢莽草酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和3-脱氢莽草酸合成支路的修饰等,并探讨了将来的发展前景。     

八角茴香春果和秋果以及不同部位的莽草酸含量分析

采用HPLC法对不同季节和不同部位的八角茴香药材主成分莽草酸的含量进行分析,发现枝条、叶片、春果、秋果的莽草酸含量依次为2.64%、4.94%、8.63%、12.16%;色谱条件:Venusil HILIC(5μm,4.6 mm×250 mm)色谱柱,流动相:乙腈-0.5%三氟乙酸(95:5),流速1.0 mL·min~(-1),检测波长为210 nm。莽草酸进样量在0.001～6μg范围内线性关系良好。莽草酸的线性回归相关系数r=0.9984,平均回收率为98.4%,相对标准偏差(RSD)为1.26%。该研究为制定八角茴香药材质量检测标准提供了简便、快速、准确的方法。     

3,4-O-异亚丙基莽草酸对SAMP-8快速老化小鼠认知功能的影响

3,4-O-异亚丙基莽草酸(ISA)是从木兰科植物八角茴香(Illicium verum Hook.Fil.)中提取的有效成分莽草酸的衍生物,具有抗炎、抗血栓和抗缺血性脑损伤等作用,关于其对于阿尔茨海默病的作用尚不清楚.本研究发现,ISA可显著改善SAMP-8快速老化小鼠(Mus musculus)的空间学习记忆能力,降低脑皮层IL-1,IL-6,TNF-?和Caspase-3水平,降低海马区p-Tau蛋白表达,升高海马区沉默信息调节因子2同源蛋白1(SIRT1)蛋白表达.本研究表明,ISA可通过抑制过度神经炎性反应、增加SIRT1表达,降低Tau蛋白磷酸化,改善阿尔茨海默病造成的认知功能损伤.     

途径工程改造谷氨酸棒杆菌产莽草酸

莽草酸是一种芳香族中间代谢产物,也是合成抗禽流感药物磷酸奥司他韦的前体。目前,国内外莽草酸的生产主要依靠成本较高,周期较长的植物提取法。微生物发酵法合成莽草酸具有生产成本低、周期短等优势成为研究的热点。为了构建产莽草酸的重组谷氨酸棒杆菌,此次研究从基因组水平上对谷氨酸棒杆菌体内的莽草酸代谢途径进行代谢工程改造。通过阻断莽草酸分解代谢途径、解除反馈抑制以及阻断竞争性代谢途径的策略,实现了莽草酸产量的大幅提升。结果显示,所构建的重组谷氨酸棒杆菌SKA06经72 h摇瓶发酵,莽草酸产量达到7.61 g/L,相较出发菌种提升了68倍。并且,基于染色体工程的遗传改造策略克服了引入质粒带来传代不稳定、需要添加抗生素等问题,可以为莽草酸工程菌种的选育提供重要参考。