科技论坛 ・75・
中药活性成分微生物转化技术研究进展
孙志国’高国峰 周珩s
f1、哈尔滨市食品药品检验检测中心,黑龙江哈尔滨150000 2、黑龙江省食品药品检验检测所,黑龙江哈尔滨150000
3、哈药集团三精制药股份有限公司,黑龙江哈尔滨1500001
摘要:在有关中药防病治病的研究工作中,对于中药活性成分的研究是最为基础与关键的要素之一。而为了进一步提高中药活性成
分的研究质量与水平,重视对微生物转化技术的研究有着极为突出的意义与价值。实践研究结果证实:在中药活性成分的研究工作中,通
过对微生物转化技术的合理应用,不但能够对中药活性成分的具体临床疗效加以清晰认识,同时还可改善相关成分水溶性、降低毒副作
用以及致敏性,进而达到提高相关中药活性成分利用效率的目的。主要针对中药活性成分微生物转化技术近年来所取得的研究进展及其
应用方向做详细分析与说明,望引起特别关注与重视。
关键词:中药活性成分;微生物转化技术;应用;分析 .
现代研究视角下的微生物转化技术主要是指:通过对微生物细
胞(包括细胞酶系以及相关外源化合物在内)进行的结构改造,使其
能够产生相应的生化、或者是生理反应。结合实践应用经验来看,针
对微生物进行转化的本质在于:以微生物为载体,将反应过程中的
化合物物质转化成为反应后期的产物生成。具体所涉及到的反应类
型包括环氧化反应、脱水反应、加/脱氢反应、酯化反应、以及糖基
化反应等在内、同常规意义上的中药活性成分研究方法相比,微生
物转化技术在转化速度、以及转化质量等方面均表现出了显著优
势,在新药开发、以及药物代谢研究等方面均需要以对微生物转化
技术的应用为支持。
1甾体类化合物中微生物转化技术的进展分析
众所周知,蜍甾烯f是一类C一17位连接六元不饱和内酯环的甾
体化合物,近年来研究发现,其有显著的抗肿瘤作用,但由于此类化
合物对人体有一定的毒副作用,同时,游离型蟾蜍甾烯水溶性也较
差,其临床应用受到限制。因此,相关研究人员通过对微生物体系的
合理应用,针对蟾蜍甾烯进行了生物转化研究,获得了80余个转化
产物,其中50余个为新化合物;发现了较罕见的在C一7B、C一15及
C一16a等位点的羟基取代,并初步探索了蟾蜍甾烯的细胞毒活性的
构效关系。 同时,洋地黄强心苷类是一类有强心作用的苷类化合物,应用 于临床已有200余年的历史,至今仍是治疗充血性心力衰竭的主要 药物之一。利用生物转化的方法对洋地黄毒苷进行结构修饰已为研 究的热点。相关研究人员在试验研究中选用新月弯孢霉AS3.3589 转化洋地黄毒苷得到2个产物,转化率分别为27%和5%;蓝色犁 头霉CICC40302转化洋地黄毒苷得到1个产物,转化率为6%。证 实微生物转化技术的应用对于甾体类化合物在制药领域中有着极 为突出的应用意义与价值。 2生物碱类化合物中微生物转化技术的进展分析 相关研究人员自喜树植株当中所提取到的喜树碱成分对于抗 肿瘤而言有着极为突出的疗效。同时,由于喜树当中含有大量的喜 树碱成分,因而备受相关药物生产厂商的青睐。特别是针对胃肠道 癌症、以及头颈部癌症而言,可将其作为近期治疗中的备选药物之 一。但随着临床应用经验的进一步累积发现:以喜树碱作为成分所 制备而成的抗肿瘤药物在患者服用后,可能引发患者出现尿血等不 良反应。而对比喜树碱,lO一羟基喜树碱成分所表现出的临床抗癌 治疗效果更佳的突出,同时也较少报道出现不良反应或是严重的并 发症症状。因此,基于对抗癌治疗安全性因素的考量,如何通过对微 生物转化技术的合理应用,将不良反应较大的常规喜树碱成分转化 成为不良反应极少的10一羟基喜树碱成分,此项问题是至关重要 的。相关研究人员通过对T一419黄曲霉菌株的培养,成功应用微生 物转化技术,将常规喜树碱成分转化成为了1O一羟基喜树碱成分, 整个微生物转化过程中的转化率能够稳定在50%以上。 3黄酮类化合物中微生物转化技术的进展分析 葛根素可以说是整个葛根当中入药价值最大的组成成分之一。 但相关实验研究结果证实:自葛根当中所提取的葛根素成分在水溶 性方面存在明显的劣势,因而无法直接将其作为注射用药,极大的 影响着其临床使用价值的发挥。因此,为了提高相关药物的生物利 用度,提高其水溶性水平,就需要在热脂肪芽孢杆菌的初始状态下, 通过对微生物转化技术的合理应用,生成包括0【-D一葡萄糖基一 (1—6)一葛根素、以及0【一D一麦芽糖基一(1—6)一葛根素在内的两 种基本产物,分别将葛根素自身的溶解度提高14倍、以及168倍。 相关研究工作人员等利用Streptomyces seus ATCC 13273对 黄酮类化合物柚皮苷、橙皮苷、黄芩苷、以及木犀草素组成要素均应 用微生物转化技术进行微生物的转化反应。试验过程当中分别得到 6个转化产物。当中涉及到以下几个方面:(1)柚皮素一7-0一葡萄 糖;(2)柚皮素;(3)橙皮素;(4)黄芩素;(5)黄芩素一6一甲氧醚;(6) 柯伊利素。相关的试验研究结果证实:黄酮类化合物柚皮苷、橙皮 苷、黄芩苷、以及木犀草素为初始反应状态,生成上述转化产物的试 验过程当中,所涉及到的反应过包括以下两个方面:第一为糖苷水 解反应,第二为甲基化反应反应。同时,另有研究人员支出:所产生 的L一鼠李糖苷酶对底物有特异选择性,13一D一葡萄糖苷酶选择性 不强,甲基转移酶仅对黄酮类化合物特异位点进行甲基化。 结束语 将微生物转化应用于对中药活性成分的研究与开发过程当中 具有极为突出的综合意义与价值。通过本文以上分析,需要认识到 以下几个方面的问题:第一,微生物所生产的多种酶成分能够作为
对新药物药用成分的开发工作当中;第二,微生物转化技术下,大量
微生物对于生存环境有着极为特殊的要求,因而所产生的成分与常
规意义上的植物成分并不完全相同,具有一定的创新性价值;第三,
通过对微生物转化技术的应用,能够使微生物组分与植物组分发挥
交互性调节作用,促使目的产物的合理优化,达到提高临床用药疗
效的目的。由此可见,将微生物转化技术应用于中药活性成分研究
中意义重大,值得引起特别关注。
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