CYP719A subfamily of cytochrome P450 oxygenases and isoquinoline alkaloid biosynthesis in <Emphasis Type="Italic">Eschscholzia californica</Emphasis>

Eschscholzia californica produces various types of isoquinoline alkaloids. The structural diversity of these chemicals is often due to cytochrome P450 (P450) activities. Members of the CYP719A subfamily, which are found only in isoquinoline alkaloid-producing plant species, catalyze methylenedioxy bridge-forming reactions. In this study, we isolated four kinds of CYP719A genes from E. californica to characterize their functions. These four cDNAs encoded amino acid sequences that were highly homologous to Coptis japonica CYP719A1 and E. californica CYP719A2 and CYP719A3, which suggested that these gene products may be involved in isoquinoline alkaloid biosynthesis in E. californica, especially in methylenedioxy bridge-forming reactions. Expression analysis of these genes showed that two genes (CYP719A9 and CYP719A11) were preferentially expressed in plant leaf, where pavine-type alkaloids accumulate, whereas the other two showed higher expression in root than in other tissues. They were suggested to have distinct physiological functions in isoquinoline alkaloid biosynthesis. Enzyme assay analysis using recombinant proteins expressed in yeast showed that CYP719A5 had cheilanthifoline synthase activity, which was expected based on the similarity of its primary structure to that of Argemone mexicana cheilanthifoline synthase (deposited at DDBJ/GenBanktrade mark/EMBL). In addition, enzyme assay analysis of recombinant CYP719A9 suggested that it has methylenedioxy bridge-forming activity toward (R,S)-reticuline. CYP719A9 might be involved in the biosynthesis of pavine- and/or simple benzylisoquinoline-type alkaloids, which have a methylenedioxy bridge in an isoquinoline ring, in E. californica leaf.     

萘醌-氧吲哚生物碱coprisidins生物合成途径的研究

[目的] 新颖结构的天然萘醌-氧吲哚类生物碱coprisidins（A和B）分离自昆虫肠道相关链霉菌,具有预防癌症的活性。作为首例具有萘醌-氧吲哚骨架的生物碱,对其独特生物合成机理的研究可为II型聚酮类化合物生物合成途径提供新的认知。[方法] 本研究对coprisidins的产生菌Streptomyces sp.SNU607进行全基因组测序,并根据测序结果的生物信息学分析初步定位coprisidins的生物合成基因簇;通过基因敲除以及异源表达手段确定coprisidins的生物合成基因簇;基于体内遗传学实验与生物信息学分析初步推导coprisidins的生物合成途径。[结果] Streptomyces sp.SNU607中有23个基因簇可能参与次级代谢,其中4个基因簇与聚酮合酶（PKS）相关;通过基因敲除与异源表达实验,本研究证实1个II型PKS负责coprisidins的生物合成;基于生物信息学分析,我们推测copH/I/M/O/N构成了1个基因盒,并负责起始单元丁酰CoA的合成;KS_β（CopB）的序列比对表明coprisidins的II型PKS系统更倾向于合成C20的初始聚酮链。[结论] Coprisidins的萘醌-吲哚结构是由II型PKSs催化形成,我们推测丁酰CoA是coprisidins聚酮骨架的起始单元,在最小PKS、聚酮酶、环化酶的催化下先形成类似蒽环的四环系统,随后在后修饰酶与氧化重排的作用下生成萘醌-氧吲哚骨架。本研究为进一步探究萘醌-氧吲哚类生物碱的生物合成机制奠定了基础,同时增加了II型PKSs合成产物的结构多样性。     

酒饼簕根中的细胞毒活性成分

用色谱技术从酒饼簕[Atalantia buxifolia(Poir.)Oliv.]根的乙醇提取物中分离得到9个化合物,经波谱分析与文献数据对照,分别鉴定为buxifoliadineA(1)、1,3-dihydroxy-2,4-diprenylacridone(2)、5-hydroxy-N-methylseverifoline(3)、buxifoliadine B(4)、N-methylatalaphylline(5)、atalaphylline(6)、东风桔碱(7)、葡萄内酯(8)和松柏醛(9)。化合物9为首次从酒饼簕根中分离得到。细胞毒活性测试结果表明,化合物1和8对人肝癌细胞(SMMC-7721)具有细胞毒活性,化合物3对慢性髓原白血病细胞(K562)的增殖显示了较强的生长抑制活性。     

卵叶娃儿藤中的抗癌活性生物碱

从卵叶娃儿藤(Tylophora ovata (Lindl.) Hook. ex Steud.)根中分离得到 4个菲骈吲哚里西丁类生物碱,分别为tylophoridicine A (1)、娃儿藤宁(2)、氧甲基娃儿藤定(3)和娃儿藤定(4).经波谱分析并结合化学方法鉴定,其结构分别为:(13aR)-6-羟基-3,7-二甲氧基菲骈吲哚里西丁、 (13aS ,14R)-14-羟基-3,6,7-三甲氧基-菲骈吲哚里西丁、(13aS, 14S)-14-羟基-3,6,7-三甲氧基-菲骈吲哚里西丁和(13 aS,14S)-6,14-二羟基-3,7-二甲氧基-菲骈吲哚里西丁.化合物1为新化合物,化合物2-4为首次从该植物得到的化合物.经药理筛选,化合物1、3和4显示很强的抗癌活性.     

夏天无总生物碱的身体依赖性实验研究

采用小鼠跳跃反应及竖尾反应试验评价夏天无总生物碱的身体依赖性 ,观察夏天无总生物碱的身体依赖性。结果表明 ,在小鼠跳跃反应试验中 ,小鼠 ig夏天无总生物碱 4 0 ,9,2 m g/ (kg/ d) ,连续 14天 ,再 ip纳洛酮 ,均未出现跳跃反应 ,且体重下降百分率与对照组相比 ,亦无显著性差异 (P>0 .0 5 ) ;在竖尾反应试验中 ,小鼠 ig夏天无总生物碱 2 0 ,4 0 ,80 mg/ kg均未出现 S形竖尾反应。夏天无总生物碱未见对小鼠产生身体依赖性     

植物对荒漠生境的趋同适应

植物体的表型特征是其基因与生态因子二者共同作用的结果,生活在荒漠生境中的植物由于遭受相同的自然选择压力,在外部形态、内部结构、生活史特征、生理特性、次生代谢产物的合成以及大分子物质的诱导产生等诸多表型方面均表现出高度趋同的现象。随着研究手段的改善,对植物趋同适应的研究已逐渐深入到了分子水平。研究荒漠生境中植物的趋同适应对于人们深刻地认识和理解植物与环境间的相互关系及其分子基础,以及利用功能基因改良重要作物的抗逆性等将会产生深远的影响;对极端干旱环境下特殊次生代谢产物的定向发现及重要先导化合物的筛选等有着重大的指导意义;同时对我国的西部开发及干旱区的生态恢复亦有重要的参考价值。     

甘肃棘豆草中苦马豆素的提取分离工艺比较研究

以甘肃棘豆草为试验材料,通过工业酒精热回流提取、水提取和酸水提取3种工艺提取其中的总生物碱,总生物碱经硅胶柱层析分离后减压升华得到,并比较了3种工艺对甘肃棘豆中总生物碱得率和苦马豆素得率的差异。结果表明,3种工艺总生物碱平均得率和苦马豆素平均得率依次分别为7.91、6.79、6.22 mg/g和18.61、12.22、6.23μg/g,由此确定工业酒精热回流为提取苦马豆素的最佳提取分离工艺。     

大籽蒿花中生物碱类化感物质对羊草根茎节器官分化的影响

通过观察大籽蒿花提取物中生物碱物质对羊草根茎节部的影响 ,从细胞水平分析研究了它们之间的化感作用机制。结果表明 ,在有生物碱类物质存在时 ,与对照相比较 ,无论是羊草不定根的形成个数 ,还是从髓射线部位形成的突起物的个数 ,随浓度升高 ,存在一个先增加后降低的趋势。在浓度 1%下 ,影响不大 ;在 5 %和 10 %下 ,有增加的趋势 ;但随着浓度的增加 ,在浓度 2 0 %下 ,有减少的趋势。羊草根茎节部不定芽的形成个数受生物碱类物质的影响很小。     

雷公藤总生物碱对粘虫生长发育及几种代谢酶系的影响

雷公藤生物碱是雷公藤Tripterygium wilfordii Hook f.中的主要杀虫活性物质。为进一步深入了解雷公藤总生物碱的杀虫作用,本研究采用小叶碟添加法测定了雷公藤总生物碱对粘虫Mythimna separate (Walker)5龄幼虫生长发育及几种代谢酶系的影响。结果表明：雷公藤总生物碱对粘虫5龄幼虫生长发育有明显抑制作用,表现为体重、体重增加量和相对生长率显著下降,幼虫龄期延长,幼虫存活率、化蛹率和成虫羽化率显著降低;可显著激活酯酶、羧酸酯酶; 明显抑制酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶的活性;对谷胱甘肽S-转移酶表现为先激活后抑制的趋势;细胞色素P450酶系的O-脱甲基酶在处理后3 h活性变化不明显,12和24 h后被激活,36 h后接近同期对照。     

An S-adenosyl-l-methionine; coniine methyltransferase from Conium maculatum

Evidence is presented for a cell free system from Conium maculatum which catalyses the transfer of a methyl group from S-adenoysl-l-methionine to coniine with the formation of N-methyl coniine. Maximum enzyme activity which occurred in the unripe fruits was enhanced by dithiothreitol, and evidence for the role of sulphydryl groups of the enzyme was obtained from inhibition with p-CMB, iodoacetamide and N-methyl maleimide. A divalent metal cation dependency was not detected.