青蒿素生物合成分子调控研究进展

青蒿素是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。通过对青蒿素的生物合成途径,青蒿素生物合成途径的关键酶,青蒿素生物合成的分子调控的介绍,综述了青蒿素生物合成分子调控的最新研究进展。     

青蒿素生物合成研究进展

本文论述了青蒿素生物合成的研究进展,涉及生物合成和储藏位点、生物合成的中间体和前体、生物合成的途径以及生物途径代谢调节的关键酶等方面。     

适于青蒿芽生长和青蒿素积累的光,温和培养方式探讨

探讨了光照,温度和培养方式对青蒿芽生长和青蒿素合成的影响。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强度约为３０００ｌｘ,照光时间为２０ｈ／ｄ,芽生长和青蒿素积累的最适温度为２５℃和３０℃,通过先２５℃（２５ｄ）后３０℃（５ｄ）的温度转变二步培养法可以提高青蒿素的产量;青蒿芽生长和青蒿素积累的最佳培养方式为非浸没代转速摇瓶培养。     

利用异源生物生产青蒿素及其前体的研究进展

青蒿素是从中药青蒿中分离出来的一种倍半萜内酯类化合物,也是目前最有效的抗疟疾药物,对人类健康意义重大。该文通过对青蒿素生物合成途径及其相关酶的介绍,综述了利用异源生物通过组合生物合成途径生产青蒿素及其前体的最新研究进展。     

青蒿素生物合成机理研究现状

本文总结了目前有关青蒿素生物合成机理方面的研究,主要包括青蒿素生物合成中生理因子的影响,青蒿素生物合成中间体及前体,青蒿素生物合成细胞定位等。指出了存在的一些问题及今后的研究发展前景。     

柱前衍生-RP-HPLC法测定青蒿中青蒿素的含量

采用柱前衍生-RP-HPLC法测定10个不同产地的青蒿药材中青蒿素的含量.采用Lichrospher 100 RP-18e(250 mm×4.6 mm,5μm,Merck KgaA,Germany)色谱柱,甲醇-0.01 mol/L醋酸钠-醋酸缓冲液(pH 5.8)(体积比62:38)为流动相;检测波长:260 nm;流速:0.5 mL/min;柱温:25℃.结果表明该法准确重现性好,可以为青蒿质量标准的制订提供科学依据.     

利用新型雾化生物反应器培养青蒿不定芽生产青蒿素

利用新型的超声雾化内环流生物反应器进行青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）不定芽多层培养生产青蒿素。在新型内环流超声雾化生物反应器中,营养雾沿中心导流筒上升并由其顶端和各开孔处溢出后从环隙落下,２～３ｍｉｎ营养雾充满整个反应器。青蒿不定芽在此反应器中生长健壮,形态正常,无玻璃化现象产生,在培养后期,青蒿不定芽长满整个培养空间,部分不定芽可生根。当雾化周期为３ｍｉｎ／９０ｍｉｎ（雾化时间／间隔时间）,通气量为０．５Ｌ／ｍｉｎ时,经２５ｄ分批培养,青蒿素产量为４６．９ｍｇ／Ｌ,分别为固体培养和摇瓶培养的２．９和３．２倍。     

温度对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响

本实验研究了不同温度(15℃～35℃)对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响,发现25℃有利于毛状根生长,30℃促进了青蒿素生物合成。通过温度改变的二步培养技术(培养前20d温度控制在25℃,后10d温度提高到30℃),青蒿素的产量得到明显提高,高于在恒温培养时(25℃或30℃)的结果。     

青蒿过氧化物酶的克隆及其在体外对青蒿素生物合成的影响

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个过氧化物酶.将此基因在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS细胞中进行原核表达得到重组蛋白(APOD1),表达的蛋白分别以抗坏血酸、愈创木酚为底物进行过氧化反应,结果显示,APOD1催化愈创木酚的活力是抗坏血酸的1.8倍左右,由此表明,克隆的APOD1类属于植物经典过氧化物酶(第三大类过氧化物酶).经与其他植物过氧化物酶同源性比较分析,推测APOD1的氨基酸序列与白羽扇豆(Lupinus albus)、辣根菜(Armoracia rusticana)、小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotiana tabacum)和蕃茄(Lycopersicon esculentum)的一致性分别为42.0%、36.2%、38.9%、33.6%和32.8%.Northern杂交分析表明,此基因在青蒿的根、茎和叶中均有表达.加入APOD1至青蒿细胞提取液有利于青蒿酸向青蒿素的生物转化,但APOD1并不能直接以青蒿酸作为氧化底物.     

青蒿素提取研究进展

从黄花蒿的选择、青蒿素提取溶剂的选择、黄花蒿微波预处理、超临界CO_2萃取技术、微波辅助提取、超声波强化石油醚提取等方面叙述青蒿素提取的研究进展,并将这几种方法进行比较,为工业上大规模生产青蒿素提供借鉴。     

青蒿素的发现与研究进展

1967年北京《5.23抗疟计划》付诸实施,在全国多个研究单位协作下,组织植物化学与药理学等专业200多人,搜寻对抗耐氯喹恶性疟疾的新药.他们追索我国历代抗疟方剂,用约200种草药制成380多种抽提物,再筛查其对小鼠疟疾模型的疗效.最后确定,在60℃用乙醚萃取中药青蒿的黄花蒿所得第191号中性抽提物,对感染鼠疟和猴疟的小鼠与猴以及21例恶性疟、间日疟患者均能奏效.1972年11月,从该抽提物分离出相对分子质量0.282 kD的无色结晶,命名为青蒿素.它属于一种新型的倍半萜内酯.继后青蒿素纯品的胶囊被用于临床数千例疟疾患者.2006年以来,为克服耐药性,世界卫生组织(WHO)宣布改用青蒿素的联合疗法(ACT),挽救了80个国家100多万人的生命.因在发现青蒿素过程中的关键作用,屠呦呦被授予2011年度拉斯克临床医学研究奖.本文对青蒿素发现的争议,如何恰当评价其他科学家的贡献,以及开发植物界以外青蒿素新药源的近况,均作了简要报道.     

Artemisinin Production by Adventitious Shoots of Artemisia annua in a Novel Mist Bioreactor

A novel ultrasonic inner-loop bioreactor was used for artemisinin production by adventitious shoots in a multiplate culture of Artemisia annua L. The bioreactor was designed to allow the nutrient mist to uprise along a concentric draught-cylinder until it overflows from the top opening and the side-holes of the central tube downward and out of the annulus, so that the nutrient mist can be fulfilled in the bioreactor within 2 ~ 3 minutes. Under the misting cycles of every 3-minute misting in every 90 minute interval, artemisinin production reached totally 46.9 mg DW/L of culture medium at an airflow rate of 0.5 L/min for 25 d of culture in batches. The product amounted 2.9 and 3.2 folds of those obtained from culturing in solid medium and in shaking flasks respectively.     

利用气升式内环流生物反应器培养青蒿毛状根生产青蒿素

利用自制的气升式内环流生物反应器进行青蒿（ArtemisiaannuaL．）毛状根多层培养生产青蒿素。毛状根培养物在培养过程中均匀分布在生物反应器的筛网间，或以不锈钢网为附着点向四周生长，在25℃和12h／d光照周期下，经20d分批培养获得生物量干重22．57g／L，青蒿素产量374．4mg／L，并对培养过程中蔗糖、磷酸盐、硝酸盐和氨盐消耗的动力学进行了分析。     

黄花蒿培养细胞中青蒿素合成代谢的体外调节

黄花蒿培养细胞通过两步培养积累青蒿素．第１步在含有０．２～０．４ｍｇ／Ｌ６－苄基氨基嘌呤（６－ＢＡ）和３～４ｍｇ／Ｌ吲哚乙酸（ＩＡＡ）的Ｎ６培养基中进行细胞的增殖培养,第２步将培养好的细胞转入含０．２～０．４ｍｇ／Ｌ６－ＢＡ和０．２～０．４ｍｇ／ＬＩＡＡ的改良Ｎ６培养基中进行青蒿素的合成．青蒿素的合成量为１９０μｇ／ｇ干细胞左右．当在第２步培养中加入青蒿素合成前体青蒿酸,青蒿素合成量比仅靠激素诱导提高了３倍多．青蒿素的合成途径是植物固醇合成途径的分支途径,当在青蒿素合成过程即第２步培养中加入固醇生物合成抑制剂双氯苯咪唑和氯化氯胆碱处理,可使代谢向合成青蒿素的方向移动,青蒿素合成量明显提高．经２００ｍｇ／Ｌ氯化氯胆碱处理２ｄ,黄花蒿细胞合成青蒿素量为３７２μｇ／ｇ干细胞;经２０ｍｇ／Ｌ双氯苯咪唑处理４ｄ,黄花蒿细胞合成青蒿素量为１５４０μｇ／ｇ干细胞,比靠激素诱导提高了８倍多,与诱导脱分化细胞的黄花蒿叶中所含的青蒿素（３０００μｇ／ｇ干细胞）处于同一个数量级．以上结果表明：在通过植物激素调节可以合成青蒿素的黄花蒿培养细胞中,缺乏青蒿素合成前体是青蒿素合成量低的重要原因．因此,在青蒿素合成的过程中通过体外调节,     

适于青蒿芽生长和青蒿素积累的光、温和培养方式探讨

探讨了光照、温度和培养方式对青蒿芽生长和青蒿素合成的影响。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强度约为３ ０００ ｌｘ,照光时间为２０ ｈ／ｄ ;芽生长和青蒿素积累的最适温度分别为２５ ℃和３０ ℃,通过先２５ ℃（２５ ｄ）后３０ ℃（５ ｄ） 的温度转变二步培养法可以提高青蒿素的产量;青蒿芽生长和青蒿素积累的最佳培养方式为非浸没低转速摇瓶培养。     

真菌诱导子对青蒿发根细胞生长和青蒿素积累的影响

３种真菌诱导子（大菌丽花轮枝孢（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄａｈｉａｅ Ｋｌｅｂ．）、葡枝根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ（Ｅｈｒｅｎｂ．ｅｘＦｒ．）Ｖｕｉｌｌ）和束状刺盘孢（Ｃｏｌｌｅｔｏｒｉｃｈｕｍ ｄｅｍａｔｉｕｍ（Ｐｅｒｓ．）Ｇｒｏｖｅ）处理青蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ａｎｎｕａＬ．）的发根,均能促进发根中青蒿素的积累,其中以大丽花轮枝孢的诱导效果最好;对细胞生长均没有明显影响,