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.     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物(英文)

云南红豆杉 (TaxusyunnanensisChengetL .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     

南方红豆杉紫杉烷13α-羟化酶基因的克隆及序列分析

目的:紫杉烷13α-羟化酶是紫杉醇下游合成途径关键酶之一,负责催化紫杉二烯-5α-醇的C13侧链发生羟基化反应生成紫杉二烯-5α、13α-二醇.该研究从南方红豆杉中克隆出紫杉烷13α-羟化酶基因并对其序列进行生物信息学分析.方法:利用南方红豆杉的总DNA和总RNA为模板,采用PCR和RT-PCR技术克隆出紫杉烷13α-羟化酶基因的DNA序列和cDNA序列,利用swiss-prot、DNAMAN等生物信息学工具对其核酸序列和蛋白序列进行分析.结果:测序结果显示其cDNA序列长度为1 651bp,含有一个1 458bp的开放阅读框,同源性比较分析结果表明,其氨基酸序列与已经报道的蔓地亚红豆杉的紫杉烷13α-羟化酶氨基酸序列的一致性为96%.结论:成功克隆出南方红豆杉紫杉烷13α-羟化酶基因,为利用合成生物学工程技术生产紫杉醇或其前体物质提供了分子基础.     

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。     

紫杉醇生物合成相关酶基因的克隆与表达

以牛儿基牛儿基二磷酸为前体的紫杉醇生物合成大约有20步酶促反应,其反应过程已基本阐明,近一半的相关酶基因已得到克隆与表达。综述了编码参与紫杉醇生物合成的紫杉二烯合酶、紫杉二烯5α羟化酶、紫杉烷10β羟化酶、紫杉烷13α羟化酶、紫杉二烯5α醇O乙酰基转移酶、紫杉烷2α苯甲酰转移酶、去乙酰基巴卡亭Ⅲ10βO乙酰转移酶、3氨基3苯基丙酰转移酶和3N去苯甲酰2脱氧紫杉醇苯甲酰转移酶等9个酶基因的克隆和表达方面的研究情况,并指出随着紫杉醇生物合成的分子生物学研究的不断深入,利用分子生物技术大规模生产紫杉醇将为期不远 。     

红豆杉(Taxus chinensis (Pilger) Rehd.)化学成分研究(简报)

自七十年代发现了紫杉醇（taxol）独特的抗癌机制一促进微管蛋白聚合、抑制微管蛋白解聚后,紫杉醇及其类似物紫杉烷类二该化合物的资源调查和化学研究倍受重视。紫杉醇主要存在于红豆杉科的大多数植物中,红豆杉科（Taxaceae）红豆杉属（TaxuS）植物全球大约有11种,我国有4种和1个变种。我们从采自湖北神农架的红豆杉（Tchinens周树皮中分离得到8个结晶性物质,本文报道其中已鉴定的3个成分,即taxinineJ（l）,ldiydroxybaccatinl（2）和taxol（3）。据文献报道,已经从红豆杉分离得到二十多种紫杉烷类化合物l'l,而我们分离得到的1和2…     

红豆杉植株紫杉醇含量研究进展(综述)

影响红豆杉中紫杉醇含量的因素较多。为了提高红豆杉紫杉醇及其衍生物的含量,国内外已开展大量研究,其中多数是以天然红豆杉为研究对象。研究表明,不同种类、树龄、器官、物候期、生长环境等因子对天然红豆杉中紫杉醇含量均有影响。本文综述了影响红豆杉紫杉醇含量的各种因子,并对紫杉醇测定方法、天然红豆杉与人工红豆杉中紫杉醇含量以及红豆杉中其它紫杉烷类化合物含量等进行了比较。     

从南方红豆杉中筛选和鉴定25株产紫杉烷的内生真菌

为从南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)中分离产紫杉烷的内生真菌,从其幼茎、树皮和叶片中分离纯化了491株内生真菌,经筛选获得25株内生真菌具有产紫杉烷的能力,其中,4株可产紫杉醇、巴卡亭Ⅲ和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,8株能产紫杉醇和巴卡亭Ⅲ,1株能产紫杉醇和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,1株能产巴卡亭Ⅲ和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,6株仅产紫杉醇,5株仅产巴卡亭Ⅲ。根据内生真菌的来源,幼茎中有11株产紫杉烷的内生真菌,叶片中有9株,而树皮中仅有5株。这些菌株的紫杉醇、巴卡亭和10-去乙酰巴卡亭Ⅲ产量分别为0.64~9.87、0.48~3.42和0.20~1.00μg L~(–1)。因此,南方红豆杉中具有紫杉烷类代谢途径的内生真菌来源广,数量多,是研究真菌中紫杉烷类化合物代谢途径的良好材料,也为紫杉烷类抗癌药生产提供了潜在的真菌种源。     

红豆杉低温半致死温度和低温胁迫下紫杉烷含量

通过测定低温胁迫下红豆杉电阻抗参数和紫杉烷含量变化,确定适合红豆杉低温半致死温度测定的电阻抗参数,探讨低温对红豆杉紫杉烷生物合成的影响,为扩大红豆杉引种范围及利用低温条件提高红豆杉中紫杉醇含量奠定了理论基础。以云南红豆杉、南方红豆杉(山西长治)、中国红豆杉、曼地亚红豆杉和东北红豆杉为材料,分别采用电导率法和电阻抗法测定上述树种低温半致死温度,并利用LC-MS法测定低温胁迫下红豆杉叶片中紫杉烷含量和脱落酸(abscisic acid, ABA)含量。结果表明,5种红豆杉中,中国红豆杉、南方红豆杉(山西长治)、东北红豆杉和曼地亚红豆杉均能耐受-14.668--9.106℃低温;云南红豆杉能耐受-8.802--3.521℃低温,高于其他4种红豆杉。电阻抗τ_m参数与电导法测定的5种红豆杉一年生枝低温半致死温度显著相关,相关系数为0.912。低温胁迫下,红豆杉一年生叶片中紫杉醇含量高于当年生叶片。随着处理温度的下降,云南红豆杉和东北红豆杉一年生叶片中紫杉醇含量显著增加,中国红豆杉当年生叶片中巴卡亭Ⅲ含量和10-去乙酰基紫杉醇含量显著增加。此外,红豆杉叶片中ABA含量随温度的...     

利用RNAi抑制曼地亚红豆杉细胞紫杉烷14β-羟基化酶基因的表达

目的：利用RNA干扰技术抑制紫杉烷14β-羟基化酶(简称14OH)基因的表达。方法：以曼地亚红豆杉(Taxus×media)为材料,通过农杆菌介导的双元载体转化系统将针对14OH基因构建的RNA干扰载体导入该植物细胞中。应用PCR-Southern技术对转基因细胞进行了鉴定。另外,利用RT-PCR技术检测14OH基因mRNA表达水平,并采用HPLC技术对转基因细胞系中三种C-14氧取代的紫杉烷成分进行测定。结果：Southern检测证实转基因实验获得成功,RT-PCR结果表明转基因细胞系中14OH基因mRNA表达水平与对照组相比显著下降,HPLC分析显示C-14氧取代的紫杉烷含量也有明显降低。结论：该RNA干扰技术有效地抑制了曼地亚红豆杉细胞内14OH基因的表达,有望为提高紫杉醇的生物合成产量提供一条新途径。     

马特链霉菌7-木糖紫杉烷糖基水解酶初步研究

酶法转化7-木糖紫杉烷(7-XDT)为10-脱乙酰基紫杉醇(10-DAT)是目前合成紫杉醇的最主要途径.本研究分离到一株具有产生7-木糖紫杉烷(7-XDT)糖基水解酶能力的马特链霉菌(Streptomyces matensi YUCM 410051),通过酶的最适反应温度、硫酸铵分级沉淀、最适反应pH和酶的有机试剂耐受等研究,发现最适反应温度为25～30℃,硫酸铵分级沉淀酶活在20％～70％的盐浓度时活性最高;粗酶液最适反应pH在6.0～7.5,酶的甲醇耐受浓度和DMSO耐受浓度均为10％.深入研究该酶对开发具有水解7-木糖紫杉烷(7-XDT)中木糖基的酶资源和提高红豆杉中的紫杉烷类化合物的利用率具有重要价值.     

云南红豆杉紫杉烷2α-O-苯甲酰转运酶基因的克隆及定性

通过RACE技术,克隆了云南红豆杉紫杉烷2α-O-苯甲酰转运酶基因(TyTBT),该酶催化2-去苯甲酰-7,13-二乙酰巴卡亭Ⅲ生成7,13-二乙酰巴卡亭Ⅲ,是紫杉醇合成途径中的关键酶之一.TyTBT基因cDNA全长1481 bp,含有1 320 bp的开放读码框,编码440个氨基酸的多肽,分子量为50 050 Da,等电点为6.17.氨基酸序列比对表明TyTBT同植物酰化酶家族的其它成员有较高的相似性,超过67%,同东北红豆杉和曼地亚红豆杉的紫杉烷2α-O-苯甲酰转运酶氨基酸序列的一致性和相似性达到最高,分别为95%和96%.广泛地比对分析证明这种较高的相似性在红豆杉属的其它酶家族中具有普遍性,进化树分析表明同东北红豆杉和曼地亚红豆杉的紫杉烷2α-O-苯甲酰转运酶(TBT)的相似性高于紫杉醇合成途径中的其它酰化酶.     

红豆杉中紫杉醇及其衍生物含量影响因子研究进展

红豆杉中紫杉醇及其衍生物的含量显著地受到多种因素的影响,对这些影响因子的研究有利于红豆杉产业化栽培基地经济效益的实现.根据以往的研究,综述了影响红豆杉中紫杉醇及其衍生物含量的主要因子,包括品种、环境、季节、年龄、性别、组织部位、储藏方式、激素和代谢旁路抑制剂等不同的方面.曼地亚红豆杉是美国食品与药物管理局筛选到的最适宜栽培的品种,目前市场上50%以上的10-脱酰基巴卡丁Ⅲ来自于欧洲紫杉.阴湿环境生长的红豆杉紫杉醇含量较高,冬季一般是紫杉醇及其衍生物总含量最高的季节,年龄的增加有利于紫杉醇含量的提高,性别不同的红豆杉紫杉醇的含量没有显著差异,根和皮部的紫杉醇含量较高,阴干和低温保藏能有效地减缓紫杉醇的分解速度,一些激素和代谢旁路抑制剂的施用可以明显地提高红豆杉中紫杉醇及其衍生物的含量.并进一步提出了未来急需深入研究的重点：（1）优良品系的筛选和栽培,尤其是对生长速度最快和在中国分布最广的南方红豆杉;（2）土壤中各种成分,尤其是稀土元素对紫杉醇及其衍生物含量的影响和机理;（3）定点与大尺度实验相结合研究宏观生态因子对含量的影响和机理;（4）激素和代谢旁路抑制剂对含量的影响和机理;（5）调节宏观生态因子、土壤成分、激素和代谢旁路抑制剂的配伍进一步提高产量并应用于生产实践.     

中国红豆杉枝叶中的紫杉烷二萜

从中国红豆杉(Taxus chinensis)枝叶的乙醇提取物中分离得到8个紫杉烷二萜,通过波谱分析分别确定为：14p羟基巴卡亭Ⅵ(1),巴卡亭Ⅵ(2),巴卡亭Ⅳ(3),1β-去羟基巴卡亭Ⅳ(4),云南红豆杉酯甲(5),2α-去乙酰-2α-苯甲酰基-13α-乙酰基云南紫杉亭(6),5α-羟基-2α,7βp,9α,10β,13α-五乙酰氧基紫杉-4(20),11-二烯(7)和Taxaein(8)。其中化合物1为新化合物,并报道八个化合物在丙酮中测得的核磁共振信号,化合物8的数据属首次报道。     

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。     

中国红豆杉中一个新的紫杉烷二萜

从中国红豆杉(Taxus chinensis)枝叶中分离得到4个紫杉烷二萜,通过波谱分析分别确定为：1β-羟基-2α,7β-二去乙酰基巴卡亭I(1),1β-羟基巴卡亭I(2),2α,5α,7β,9α,10β,13α-六乙酰氧基紫杉-4(20),11-二烯(3)和2-去乙酰氧基-5-去肉桂酰taxinine J(4)其中化合物1为新化合物。     

云南红豆杉中紫杉烷类二萜成分化合物的遗传毒性研究

目的:研究云南红豆杉中四种紫杉烷类二萜成分化合物(2-去乙酰氧基紫杉宁E、7-去乙酰氧基紫杉宁J、2-去乙酰氧基去肉桂酰基紫杉宁、巴宁亭酸)的安全性。方法:采用Alarmblue检测采用四种紫杉烷类二萜成分化合物在CHL细胞上的细胞毒性,采用CHL细胞染色体畸变实验和Ames试验,观察云南红豆杉中四种紫杉烷类二萜成分化合物遗传毒性作用。结果:四种紫杉烷类二萜成分化合物在CHL细胞株上IC500.5 mg/m L;未对鼠伤寒沙门氏杆菌组氨酸缺陷型菌株回复突变数产生影响;未使得CHL染色体畸变率增加。结论:在本实验条件下,未观察到2-去乙酰氧基紫杉宁E、7-去乙酰氧基紫杉宁J、2-去乙酰氧基去肉桂酰基紫杉宁、巴宁亭酸对CHL细胞有明显的细胞毒性以及未观察到体外遗传毒性。     

外显子拼接法克隆紫杉烷2α-羟基化酶基因与生物信息学分析

紫杉烷2α-羟基化酶是形成紫杉醇核心骨架的羟基化反应关键酶之一,以taxusin作为底物进行氧化生成2α,7β-dihydroxytaxusin.利用蔓地亚红豆杉的总DNA为模板,采用PCR技术克隆出紫杉烷2α-羟基化酶的DNA序列,利用在线比对和生物学软件分析其内含子,采用外显子拼接法克隆出紫杉烷2α-羟基化酶基因的cDNA序列.测序结果表明该基因含有1个1 488 bp的开放阅读框,编码495个氨基酸的多肽;同源性比较分析结果表明,其碱基序列及氨基酸序列与已经报道的加拿大红豆杉的紫杉烷2α-羟基化酶基因的一致性为分别为98%和89%.利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其列进行了序列分析,为利用代谢工程的方法生产紫杉醇或其前体物质提供了分子基础.     

南方红豆杉枝叶中6种紫杉烷类化合物含量季节变化

紫杉醇(taxol)是主要来源于红豆杉属植物的一种天然抗肿瘤药物,紫杉烷(taxane)是紫杉醇的代谢前体或支路代谢产物,同样具有开发成为抗肿瘤新药的潜质。本文采用高效液相色谱法研究了紫杉醇(Taxol)、10-去乙酰巴卡亭Ⅲ(10-DAB)、7-木-10-去乙酰紫杉醇(7-xyl-10-DAT)、10-去乙酰紫杉醇(10-DAT)、三尖杉宁碱(CE)和7-表-10-去乙酰紫杉醇(7-epi-10-DAT)6种紫杉烷类化合物在南方红豆杉枝叶中含量的季节变化,结果显示Taxol和10-DAT在8、9月份含量最低,10-DAB和7-xyl-10-DAT在8、9月份含量相对最高,Taxol含量季节变化和10-DAB呈负相关,与CE呈显著正相关。7-xyl-10-DAT含量季节变化和10-DAB、10-DAT分别呈正相关。本文为研究南方红豆杉中紫杉醇及相关紫杉烷的代谢、积累规律提供了依据,不但有助于阐明紫杉醇的生物合成的关键步骤及调控的生理机制,而且对红豆杉资源的深度开发具有指导意义。     

东北红豆杉(Taxus cuspidata)中四种紫杉烷类化合物抑制妇科肿瘤细胞增殖活性研究及其作用机制的初步探讨

通过四唑盐(MTT)比色法检测东北红豆杉中四种紫杉烷类化合物对人子宫颈癌细胞、人子宫内膜癌细胞、人卵巢透明癌细胞和人卵巢囊腺癌细胞增殖的影响,不仅探讨了这些化合物作用的构效关系,还初步探讨了其抑制肿瘤细胞增殖的作用机制。结果发现9,10-去乙酰紫杉宁对人子宫颈癌细胞、人子宫内膜癌细胞和人卵巢囊腺癌细胞的增殖均有明显的抑制作用,与紫杉宁和1β-羟基紫杉宁即使在100μmol/L的高浓度下,对五种妇科肿瘤细胞的增殖不显示抑制活性;流式细胞学检查发现9,10-去乙酰紫杉宁作用后的HeLa细胞出现凋亡现象。因此推测:1.C-9,10位的羟基和C-5位的肉桂酰基侧链是该类化合物抑制肿瘤细胞增殖所必需的;2.9,10-去乙酰紫杉宁有可能是通过诱导肿瘤细胞凋亡来实现其抑制HeLa细胞的增殖作用。