糖苷酶转化人参皂苷研究进展

人参皂苷为人参主要的药理活性组成部分,通过水解二醇系人参皂苷的糖苷配基是制备稀有人参皂的常用方法。酶法转化因其底物高度专一、条件温和、副产物少等潜在优势而被作为结构修饰和生理研究的主要技术手段。本文主要对糖苷酶转化人参皂苷研究进展进行了综述,为其工业化生产高活性皂苷提供理论依据。     

稀有人参皂苷IH901酶法转化与制备研究

本研究利用酶制剂蜗牛酶,酶法转化三七二醇组皂苷制备稀有人参皂苷IH901,正交实验优化酶解条件,建立酶法转化工艺.结果表明:超声法提取三七总皂苷正交实验优化条件为用75%乙醇溶液,15倍溶剂用量,超声波提取210 min作为最佳条件,三七总皂苷得率为12.21%;酶法转化二醇组人参皂苷制备稀有人参皂苷IH901,正交实验优化的条件为物料比为6/1、反应时间9 h、反应温度为45℃、pH值为3.0,酶解得率为54.24%;经硅胶柱分离获得IH901单体化合物,HPLC测定纯度达98%.酶法转化制备皂苷IH901的工艺方法简便,切实可行,可为中试生产提供参考.     

生物合成稀有人参皂苷的研究进展*

人参皂苷是我国传统中药人参的主要活性物质,稀有人参皂苷相较人参皂苷具有更好的生物活性,也更利于身体吸收,具有镇静催眠、促进细胞分化增殖、抗肿瘤、降血糖、提升免疫力等作用。然而,稀有人参皂苷结构复杂且在人参中含量极低,限制了其开发利用。随着生物技术的发展,利用生物法合成稀有人参皂苷成为本领域的研究热点。因此,对近年来生物合成稀有人参皂苷研究进行汇总梳理,总结稀有人参皂苷的主要种类结构及近年来生物转化法和异源合成法合成稀有人参皂苷的研究进展,生物转化法汇总了以人参皂苷为底物的转化生物,异源合成法总结人参皂苷的生物合成途径及形成结构多样化人参皂苷的酶。对生物合成稀有人参皂苷存在的问题进行了讨论,同时展望了其前景以及未来研究方向,以期为从事人参研究者提供更多生物线索和制备策略。     

黑曲霉降解人参皂苷Rb1制备稀有皂苷Compound K

稀有人参皂苷Compound K(C-K)具有显著的生物学活性。从东北农耕土壤中分离出9株真菌,系统研究了其转化人参皂苷Rb1制备C-K的能力。其中,黑曲霉Aspergillus niger sp.J7能够高效转化人参皂苷Rb1生成C-K,转化途径为Rb1→Rd→F2→C-K。对黑曲霉J7转化Rb1制备C-K的条件进行优化,在最优条件下,Rb1可完全转化成C-K。将该转化体系扩大到200 m L,60 h内可将Rb1完全转化成C-K,转化率为74.7%。黑曲霉J7为人参皂苷Rb1高效水解为稀有人参皂苷C-K奠定了基础。     

人参皂苷生物转化的研究进展

人参皂苷具有较强的生理功效,由于尚未实现全化学合成,某些生理活性极强但含量极低的单体皂苷只能经过结构改造来获得,国内外研究人员积极探索人参皂苷的生物转化,从而满足科研和医疗需要。     

人参皂苷CK的研究进展

人参皂苷coumpound K(CK)是人参中原人参二醇型皂苷在人体肠道内的主要代谢产物,属于稀有人参皂苷。人参皂苷CK独特的生物活性已经引起了人们广泛关注,针对它的科学研究也日益增多。因此,有必要介绍近年来人参皂苷CK药理活性和制备方法方面的研究进展。     

糖苷酶在人参皂苷转化中的应用

人参皂苷是人参中的主要活性成分。人参皂苷中含量较高的主要成分如Rb1、Rb2、Rc、Rd、Rg1和Re均是在人参皂苷的苷元原人参二醇(APPD)或苷元原人参三醇(APPT)上加上不同数量的葡萄糖基、阿拉伯糖基、木糖基或鼠李糖基等糖基形成的。这些主要人参皂苷脱去部分或全部的糖基的产物具有更强的生物活性及更好的人体吸收率。去除糖基的产物如Rg3、Rh2、化合物K(C-K)、F2、Rh1、Rg1、APPD、APPT在天然人参中不存在或含量极低,因此也被称为稀有人参皂苷。稀有人参皂苷可以通过糖苷酶水解主要人参皂苷获得。已报道的具备人参皂苷水解活力的糖苷酶有β-葡萄糖苷酶、α-L-阿拉伯吡喃糖苷酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、β-半乳糖苷酶及β-木糖苷酶。我们简要综述近5年来糖苷酶用于制备稀有人参皂苷的研究进展。     

人参皂苷抗衰老机制的研究进展

人参皂苷的抗衰老作用被认为是人参皂苷的重要作用之一。人参皂苷主要通过四种途径实现其抗衰老功能:通过提高机体内SOD、CAT、GSH2Px活性,诱导SOD、CAT基因表达,减少LPO、MDA含量等实现其抗衰老作用;通过促进神经递质释放、增加神经递质传递者(Ach)含量、促进NBM神经元TrkB mRNA表达、阻止神经原产生过量硝酸盐等实现其抗衰老功能;通过免疫系统在细胞和分子水平上的适度调节延缓衰老;人参皂苷亦能通过影响细胞周期调控因子、衰老基因表达,延长端粒长度、增强端粒酶活性等来实现其抗衰老功能。人参皂苷抗衰老的更完善和更深入的分子作用机制研究将成为未来研究的重点之一。     

酵母菌转化人参皂苷Rb1的动力学

在分批发酵中,对酵母菌转化人参皂苷的动力学进行了研究。应用Logistic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述分批发酵过程中,酵母菌体生长、底物消耗和产物合成的动力学模型及模型参数,并对实验数据与模型进行了验证比较,模型计算值与实验值拟合良好,所建模型能很好地描述酵母菌转化人参皂苷的动力学特征。为进一步研究和预测酵母菌生物转化过程奠定理论基础。     

真菌β-葡萄糖苷酶在转化人参皂苷单体中的应用进展

人参皂苷是一类具有抗疲劳及提高免疫力等功能的固醇类化合物,其中含量极少的稀有人参皂苷Rg_3、Rh_2等还具有抗癌的功效,是主要活性成分,拥有广阔的应用前景。研究发现真菌可以产生能够水解人参皂苷糖基的β-葡萄糖苷酶,可以有效水解人参皂苷的糖基,将大量的常见皂苷转化为稀有皂苷,是大量获得稀有人参皂苷的新途径。本文对人参皂苷合成途径、糖基分布及数量与抗肿瘤的效果、β-葡萄糖苷酶的性质及其催化人参皂苷单体转换的规律进行了综述。相信随着现代分子生物学技术和酶工程的发展,工业上大规模获得稀有人参皂苷将有望实现。     

稀有人参皂苷IH901在体内外的生物转化及其生物活性

人参皂苷IH901是近年人参代谢组学研究中新发现的一种稀有人参皂苷。IH901在天然人参中并不存在,系口服人参后通过系列肠道微生物在体内代谢转化,最终入血的主要代谢产物之一。最新药理学研究表明,IH901在抗肿瘤、抗炎、抗糖尿病和抗衰老等方面均表现出良好的生物活性,是人参在体内发挥活性作用的主要物质。近年来,在体内转化IH901的理论指导下,国内外学者通过体外酶转化和微生物转化等生物工程技术在大规模提取制备IH901等研究方面均取得突破性的进展。以下综述了稀有人参皂苷IH901在体内外的生物转化及其生物活性等研究进展。     

嗜糖黄杆菌β-葡萄糖苷酶的功能及在稀有人参皂苷制备中的应用

【背景】有些稀有皂苷具有较好的药理活性,寻找活性高和专一性好的糖苷酶可能实现稀有皂苷的定向制备。嗜糖黄杆菌中含有丰富且未被表征的糖苷酶基因是寻找新酶的潜在来源。【目的】从嗜糖黄杆菌中发现活性高和专一性好的糖苷酶,用于制备稀有人参皂苷。【方法】重组表达嗜糖黄杆菌中15个假定的葡萄糖苷酶基因,系统研究重组酶的性质和功能,筛选可用于制备稀有皂苷的酶,利用薄层层析法和高效液相色谱法鉴定转化产物。【结果】从嗜糖黄杆菌中获得3种活性较好的β-葡萄糖苷酶,即SA2629、SA0236和SA2851。其中,SA2629具有最高的比酶活(78.7U/mg)和催化效率[kcat=(27.38±1.40)s^-1],且SA2629能同时水解人参皂苷C-20位上的β-1,6-葡萄糖苷键和C-3位直接与苷元相连的葡萄糖苷键。SA2851和SA0236只对C-20位上的β-1,6-葡萄糖苷键具有水解活性,其中SA0236活力高。将SA2629和SA0236与课题组前期获得的一种β-1,2-葡萄糖苷酶分别组合,可以将高含量人参皂苷Rb1完全转化成稀有皂苷CK和F2。【结论】获得了可用于制备稀有人...     

人参茎叶总皂苷酶水解产物成分研究

人参茎叶提取物经β-糖苷酶催化水解后,经硅胶柱和RP-18柱反复层析纯化得8个化合物。通过波谱图分析及结合文献数据,分别鉴定为20(S)-达玛烷-3β,6α,12β,20,25-五醇(1)、人参皂苷compound K(2)、人参皂苷F1(3)、人参皂苷Rh13(4)、人参皂苷Rg2(5)、3β,20(S)-二羟基达玛烷-24-烯-12β,23β-环氧-20-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)、人参皂苷Rg1(7)和人参皂苷Re(8)。其中化合物1为新的达玛烷皂苷元。化合物2为分离到仅有的原人参二醇型皂苷,表明该β-糖苷酶高效转化人参茎叶的原人参二醇型皂苷为人参皂苷compound K。     

《细胞研究》：研究实现稀有人参皂苷CK的生物合成

国际学术期刊CellResearch发表了关于酵母从单糖合成稀有人参皂苷compound K（CK）的最新研究成果Production of bioactive ginsenoside compound K in metabofically engineered yeast。该研究发现与鉴定了一个来源于人参的UDP一糖基转移酶（UGTPg1）。它特异性催化达玛型四环三萜化合物中的C-20S羟基糖基化,     

原人参二醇型皂苷水解酶及制备人参皂苷Compound K的研究进展

人参皂苷Compound K (CK)是一种具有抗癌抗炎等药理活性的化合物。目前在天然人参中暂未鉴定出,工业上主要通过原人参二醇型皂苷的去糖基化进行制备。相对于传统的物理、化学的去糖基化法,利用原人参二醇型皂苷水解酶制备CK具有特异性强、绿色环保和高效稳定的优点。本文根据水解酶作用的糖基连接碳原子的差异将原人参二醇型皂苷水解酶分成了3类,发现大多数能制备CK的水解酶为Ⅲ型原人参二醇型皂苷水解酶。此外,对水解酶在制备CK中的应用进行了总结评估,旨在为人参皂苷CK的大规模制备及其在食品和药品行业中的开发提供参考。     

人参皂苷F1转化菌株的原生质体诱变育种

菌核青霉2246(Penicillium sclerotiorum)能够将人参皂苷Rg1转化为人参皂苷F1.以此菌为出发菌株,进行原生质体制备和再生的研究,确定原生质体的最佳形成条件:菌丝体培养24 h,用5 mg/mL溶壁酶、5mg/mL纤维素酶和5 mg/mL蜗牛酶的混合酶液进行酶解,以0.8 mol/L的KCI作为渗透压稳定剂,31℃水浴振摇2h.并对形成的原生质体进行亚硝基胍复合紫外线照射诱变,结果得到1株转化率显著提高、遗传性能稳定的诱变株( NU-1),其转化率由16.7％提高到30.5％.     

酵母菌半连续转化人参皂苷Rb1的条件优化

以单因素实验为基础,通过多因素方差分析实验对人参皂苷半连续转化的条件进行优化,选出最佳条件组合,得到最佳的补料方式,补料浓度为6%,补料体积为24mL,补料周期为12h,在此条件下人参皂苷Rb1生物转化达33.5%左右。在最佳补料条件下进行人参皂苷酵母菌转化,其稳定性好,转化率高,对工业生产有积极的推动作用。     

一种真菌对人参皂苷Rg3的转化

[目的]筛选长白山人参土壤中的活性微生物,转化人参总皂苷及单体人参皂苷产生稀有抗肿瘤成份.[方法]从长白山人参根际土壤中分离各类菌株,对人参总皂苷及单体人参皂苷进行微生物转化,并通过硅胶柱层析等方法对转化产物进行分离纯化,采用波谱解析及理化常数对其进行结构鉴定;结合菌落形态、产孢结构、孢子形态特征以及菌株ITS rDNA核酸序列分析,对活性菌株进行鉴定.[结果]从长白山人参根际土壤中分离各类真菌菌株68株,有12株菌株对人参总皂苷有转化活性,其中菌株SYP2353对二醇组人参皂苷Rg3具有较强的转化活性.[结论]阳性菌株SYP2353被鉴定为疣孢漆斑菌(Myrothecium verrucaria),能将人参皂苷Rg3转化为稀有人参皂苷Rh2及二醇组人参皂苷苷元PPD,为稀有人参皂苷Rh2的制备提供了新的方法.     

人参皂苷Rg3抗肿瘤作用机制的研究进展

人参作为传统中药家喻户晓,其提纯的重要活性成分之一一一人参皂苷Rg3,在科研中发现,具有多方向、多“靶点”抗肿瘤作用,并在临床治疗中不断被证实和推广.目前发现:人参皂苷Rg3具有抑制肿瘤细胞增殖作用;通过激活凋亡基因活性或抑制凋亡抑制蛋白等,从而促进肿瘤细胞凋亡;抑制肿瘤细胞的侵袭和转移;抑制肿瘤血管生成因子的信号传导途径,促进肿瘤血管生成抑制因子的表达,从而抑制肿瘤新生血管形成;与部分化学药物联合,可明显提高效果,同时对临床患者无明显血液系统毒性,并提高生活质量等作用.近年临床及体外实验证明,人参皂苷Rg3对多个系统并以不同机制发挥抗肿瘤作用,而对其研究仍在不断探索新的方向.作为祖国传统中药中提纯的单体抗肿瘤药物,在现今综合抗肿瘤治疗中意义深刻.