生物转化对天然药物进行结构修饰的研究进展

利用生物转化对天然药物进行结构修饰,是筛选活性化合物的有效途径之一。本文根据生物体系中酶的多样性和特异性以及生物转化具有副产物少、选择性和专一性强等特点,系统性的综述了近几年来在天然药物资源开发利用研究中生物转化进行结构修饰的常见反应类型:羟基化、糖基化、水解和环氧化反应等,并简述了生物转化法在开发具有活性的新药物和改变天然药物活性如改变细胞毒性、增强抗耐药性、减小毒副作用或提高生物利用率等方面的实际应用。     

甾体皂苷生物转化研究进展

甾体皂苷是中药中一类较为复杂的糖苷类化合物,具有多方面的药理活性。生物转化是利用各种酶系或微生物对天然活性化合物进行生物合成与结构修饰。利用生物转化技术可以对甾体皂苷类化合物完成化学法难以进行的结构改造和修饰,从而获得具有更高药用价值的目标化合物。本文对近几年利用微生物和酶法转化对甾体皂苷结构修饰的研究进展进行了综述,并分析了甾体皂苷生物转化研究中存在的问题,展望了其研究的前景。     

一株蟾毒灵转化菌株的筛选鉴定与转化条件优化

【背景】微生物转化是对天然产物进行结构修饰的重要手段,具有催化反应快、选择性强、反应条件易控制和污染小等特点。许多微生物能够对蟾毒配基类化合物进行生物转化,在不同位置进行结构修饰,并且产生毒性减弱的活性衍生物。【目的】筛选蟾毒灵生物转化菌株,以期发现活性更好、毒性降低的化合物。【方法】利用蟾毒灵为底物筛选其生物转化菌株,通过HPLC (High performance liquid chromatography)/LC-MS (Liquid chromatograph-mass spectrometer)鉴定转化产物;对可生物转化蟾毒灵的菌株进行菌落形态观察和分子生物学鉴定,并优化发酵条件提高转化率,同时测试该菌株对其他甾体化合物的转化作用。【结果】筛选获得一株蟾毒灵转化菌,经形态学与ITS (Internal transcribed spacer)分析鉴定为Naganishia属菌,转化产物为3-去氢蟾毒灵。该菌株生物转化的培养基最适底物浓度为8 mg/L,最适初始pH值为6.5,最佳接种量为3%,最佳转化时间为96 h,最终转化率为48.3%。该菌株可将雌酮E1转化为雌二醇E2,也可将雌二醇E2逆向转化为E1。【结论】首次发现Naganishia属菌株对甾体类化合物具有转化活性,其产生的弱细胞毒性的转化产物3-去氢蟾毒灵有望成为高效、安全的强心药物。微生物转化法选择性高、反应条件温和、操作简单,为大量制备活性化合物3-去氢蟾毒灵提供了一条简便易行的道路,也为更多甾体化合物结构修饰提供了可能。     

五环三萜类化合物微生物转化研究进展

五环三萜类化合物是自然界中含量较多、分布较广的一类重要天然有机化合物,具有抗肿瘤、抗糖尿病、抗病毒、抗氧化、抗菌等多种生物活性。通过微生物转化技术对其进行结构改造和修饰,为生物活性筛选提供更多结构新颖的先导化合物,进而为研发出生物活性更强的五环三萜类新药奠定基础。本文对五环三萜类化合物的3种结构类型(齐墩果烷型、乌苏烷型和羽扇豆烷型)中最具代表的5个化合物,即齐墩果酸、甘草酸、甘草次酸、熊果酸和白桦脂酸在近10年微生物转化研究成果上进行综述,为天然产物生物转化研究和新药开发提供参考。     

转基因何首乌毛状根对8种活性成分的生物转化研究

目的：利用转基因何首乌毛状根悬浮培养体系对青蒿素等8种活性化合物进行生物转化研究。方法：分别向预培养9 d的何首乌毛状根培养体系中加入底物,共培养7 d后终止转化,通过TLC和/或HPLC检测转化产物,使用柱色谱法分离纯化产物。结果：化合物呋喃橐吾酮（6）发生了生物转化,并分离得到两个转化产物;对苯二酚（7）被转化,分离并鉴定出1个转化产物;青蒿素（8）发生了转化,分离得到两个转化产物。结论：转基因何首乌毛状根悬浮体系中存在多种生物酶系统,可对外源底物进行糖基化、氧化、还原和羟基化修饰。     

皂苷体外生物转化水解反应的研究进展

皂苷(Saponin)是苷元为三萜或螺旋甾烷类的一类较复杂的糖苷类化合物。皂苷分子中糖链的结构与其生物活性密切相关,皂苷中糖链结构的复杂性给糖基的选择性水解研究带来了许多困难。生物转化是利用各种酶体系对天然活性化合物进行合成与结构修饰。利用生物转化技术能对皂苷完成一些有机合成难以进行的水解反应,得到更具新药开发价值的目标化合物。本文综述近几年微生物和游离酶转化技术对皂苷水解反应的研究进展,为皂苷生物转化研究的发展提供方向。     

利用糖基转移酶UGT73B6在大肠杆菌中生物催化酚苷类天然产物

植物红景天来源的糖基转移酶UGT73B6,具有底物宽泛性,能糖基化多种天然化合物。旨在实现在大肠杆菌中生物催化合成酚苷类化合物。利用糖基转移酶UGT73B6的催化活性,在大肠杆菌BL21(DE3)中饲喂7种不同酚类化合物,通过生物转化的方法,首次实现利用糖基转移酶UGT73B6催化8种糖苷化合物的合成,进一步探索了糖基转移酶UGT73B6的底物宽泛性。在此基础上,提供了一种通过微生物转化实现生物合成酚苷类化合物的方法,具有较大的应用价值。     

青蒿素类化合物与肥胖诱导的代谢性炎症

青蒿素类化合物是治疗疟疾的首选药物,具有高效、速效、低毒和安全的特点。近三十年来,大量研究结果证明青蒿素类化合物具有抗炎和免疫调节功能;这些研究主要集中于自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎、全身性红斑狼疮、哮喘病和过敏反应等。最新研究表明,青蒿素类化合物可通过促进白色脂肪棕色化和增强棕色脂肪功能,起到预防肥胖的作用。作为肥胖过程中免疫细胞和炎症状况变化显著的脂肪组织,青蒿素类化合物是否参与其中的免疫炎症调节以及在该过程中发挥的潜在作用有待进一步实验的验证。本文对已有的青蒿素类化合物在抗炎和免疫调节方面的报道进行总结,并对青蒿素类化合物在改善肥胖诱导代谢性炎症方面的潜在应用进行展望。     

青蒿素类化合物与肥胖诱导的代谢性炎症北大核心CSCD

青蒿素类化合物是治疗疟疾的首选药物,具有高效、速效、低毒和安全的特点。近三十年来,大量研究结果证明青蒿素类化合物具有抗炎和免疫调节功能;这些研究主要集中于自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎、全身性红斑狼疮、哮喘病和过敏反应等。最新研究表明,青蒿素类化合物可通过促进白色脂肪棕色化和增强棕色脂肪功能,起到预防肥胖的作用。作为肥胖过程中免疫细胞和炎症状况变化显著的脂肪组织,青蒿素类化合物是否参与其中的免疫炎症调节以及在该过程中发挥的潜在作用有待进一步实验的验证。本文对已有的青蒿素类化合物在抗炎和免疫调节方面的报道进行总结,并对青蒿素类化合物在改善肥胖诱导代谢性炎症方面的潜在应用进行展望。     

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。     

植物来源药用天然产物的合成生物学研究进展

大多数药用天然产物在植物中含量低微,提取分离困难;而且这些化合物一般结构复杂,化学合成难度大,还容易造成环境污染.基于合成生物学技术获得药用天然产物具有绿色环保和可持续发展等优点.文中以药用萜类化合物人参皂苷、紫杉醇、青蒿素、丹参酮,生物碱类化合物长春新碱、吗啡以及黄酮类化合物灯盏花素为例,总结了植物来源药用萜类、生物...     

甾醇侧链切除的微生物转化技术

甾体化合物是医药工业中具有巨大市场的产品之一,甾醇侧链切除的微生物转化是解决甾体医药原料的基础,像甾醇这一类疏水性底物的微生物转化技术是产业化的关键。本文综述了甾醇侧链切除微生物转化技术的新进展,详细介绍了我们最近开发的浊点系统两相分配生物反应器新技术。     

天然活性先导化合物生物转化研究进展

天然活性先导化合物生物转化是利用生物催化剂(如：酶、微生物、动植物细胞)将加入到生物反应系统中的天然活性先导化合物进行特异性的分子结构修饰以获得高效、低毒新化合物的方法。该方法可以有效地提高已知的天然活性先导化合物的活性、降低毒副作用、改善水溶性和生物利用度,也可以用来生产具有重要应用价值的微量天然活性先导化合物,同时可用于药物代谢机制的研究。国内外学者已经针对甾体、醌类、黄酮类、萜类等化合物开展了天然活性先导化合物生物转化研究,筛选出一批有重要应用价值的生物转化反应类型,但针对天然活性先导化合物生物转化的机制、生物转化过程工程以及生物转化产物活性等方面的研究较少。将现代生命科学技术(如：生物催化剂的定向改造、高通量筛选、组合生物转化、非水相生物转化)引入天然活性先导化合物生物转化研究中,必将推进天然活性先导化合物的快速发展。     

青蒿素类化合物抗肿瘤研究新进展

传统中药及其天然活性成分为现代医药发展提供了丰富的资源。青蒿素及其衍生物的抗疟活性已得到世界公认,具有起效快、药效高、毒副作用低等优点。不断深入的研究揭示了该类化合物具有良好的抗肿瘤作用,如诱导细胞周期阻滞、促进细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成、阻断肿瘤细胞的侵袭转移等。目前,在认识青蒿素类化合物抗癌分子作用机理的基础上对其进行结构改造,为新型一类抗肿瘤药物的研制奠定基础。对青蒿素及其衍生物的抗肿瘤活性及相关分子机制研究现状进行了综述。     

甾类化合物微生物转化与分解代谢机制研究进展

甾类化合物具有重要的生理医药作用,市场需求巨大。甾类化合物及其关键甾类药物通过微生物转化制备工艺较化学合成法具有区域立体选择性、减少合成步骤、缩短生产周期、提高收率以及生态友好等优点逐步被应用,然而甾类物质微生物分解代谢机制还有待进一步深入探索研究并确定。本文从甾类化合物结构种类与主要来源、生理功能、微生物转化与分解代谢机制的研究等方面进行了归纳,着重解析甾类化合物分解代谢过程关键酶系及其分子作用机制,为甾药化合物生产菌种改造与工程菌构建,以及微生物转化工业化生产工艺的开发提供参考。     

植物糖基转移酶的结构与机理及糖基化工程的研究进展

糖基转移酶(glycosyltransferases, GTs)广泛存在于各种有机体中,通过糖基化反应参与维持细胞代谢稳态.糖基转移酶能够识别多种受体,催化活化的糖基从供体分子转移到受体分子上,改变受体分子的化学稳定性、水溶性以及受体分子的转运能力和生物活性等,进而有助于提高其生物利用度和生物活性等.许多被糖基化修饰的化合物成为药物分子的重要来源.然而,天然产物中的糖苷类化合物存在含量低、提取难度大和提取产物纯度差等问题.在利用化学合成方法合成糖苷类化合物的过程中,无法实现特定位点的糖基化修饰,同时原料试剂和副产物易对环境造成污染.因此,近年来对糖基转移酶的研究日渐增多.本文简要综述了植物糖基转移酶的结构和生物技术应用的研究进展,为基于植物糖基转移酶结构的糖基化工程和生物活性糖苷化合物的生产提供有用信息.     

多孔淀粉负载青蒿素微球的溶出、生物利用度和组织分布研究

探讨多孔淀粉负载青蒿素微球(ART-PS)在体外溶出实验中,相比于青蒿素原药的溶出效果以及在大鼠体内的生物利用度和组织分布规律。在体外溶出实验中,分别在水、人工胃液和人工肠液三种溶出介质中,与青蒿素原药的溶出效果进行比较分析。在体内生物利用度实验中,通过对18只大鼠分别灌胃青蒿素原药与多孔淀粉负载青蒿素微球后,检测不同时间点的血药浓度,考察药物在大鼠体内的吸收和代谢差异。在组织分布规律的研究中,对98只大鼠分别灌胃多孔淀粉负载青蒿素微球和青蒿素原药,在不同时间点检测大鼠心、肝、脾、肺、肾、脑,共6个组织器官中的药物浓度。多孔淀粉负载青蒿素微球的体外溶出率在水、人工胃液、人工肠液中分别是青蒿素原药的4.04、3.59和3.82倍。多孔淀粉负载青蒿素微球在大鼠体内的血药浓度明显高于青蒿素原药,生物利用度提高为青蒿素原药的2.90倍。在组织分布的结果中,多孔淀粉负载青蒿素微球和青蒿素原药都主要分布在心脏和肝脏中,其中多孔淀粉负载青蒿素微球在不同时间各个组织中的相应含量都比原药高。多孔淀粉负载青蒿素微球相比于青蒿素原药,在体外的溶出效果更好,在体内的吸收释放效果更佳,在各组织器官中的药物含量明显高于原药,为解决青蒿素因难溶于水而在实际应用中受限提供了重要的理论依据。     

青蒿素类药物抗炎作用的研究进展

青蒿素是从中药青蒿中提取获得的一种倍半萜内酯类化合物,经化学改造后可产生不同的衍生物。本文从炎症的不同环节对青蒿素类药物的抗炎作用进行综述,在一定程度上揭示了青蒿素类药物的抗炎特点及作用靶点。     

细菌产黄素类化合物介导的电子传递及对环境污染物的厌氧生物转化研究进展

氧化还原介体能够加速有毒环境污染物的厌氧生物转化。黄素类化合物是一类微生物自身合成分泌的氧化还原介体,其应用可有效地避免外源性介体带来的成本较高及造成二次污染的问题,因此引起了广泛的关注。研究表明,细菌合成的微量黄素类化合物不仅能够作为黄素蛋白的辅酶因子参与偶氮染料、铬酸盐和硝基芳烃等污染物的厌氧生物转化,并且还可以分泌到胞外将电子传递给固态电子受体如含铁矿物和电极等来参与生物修复过程。根据黄素类化合物的功能,本文综述了黄素类化合物的合成与分泌,及其介导的胞内外电子传递和对环境污染物厌氧生物转化的影响,以促进其在实际环境污染物处理中的应用。     

环烯醚萜类化合物的结构及构效关系研究进展

环烯醚萜作为一类重要有效成分,存在多种中草药中,具有抗肿瘤,抗炎,降糖等多种药理活性。环烯醚萜类化合物结构不同,则其生物活性和作用机制也不尽相同,目前国内外对环烯醚萜类化合物结构修饰及其构效关系归纳总结尚未见文献报道。因此对此类化合物结构及构效关系进行系统归纳总结,将对开发此类创新药物具有较高的研究意义。本文通过国内外广泛的文献调研,分析总结此类化合物的结构、活性、作用机制之间的关系,对此类化合物活性预测、结构优化将具有良好的促进作用,为今后开发具有更高活性的新型环烯醚萜类药物提供研究基础。