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。     

基于网络层次分析法的酵母转化实验策略优化

结合建立的酵母转化实验影响指标体系,利用网络层次分析法(ANP)解决了酵母转化实验策略优化的问题．通过对已有成果进行研究总结,结合前期基础实验以及 对该领域专家学者的咨询意见,建立了酵母转化实验影响指标体系,并基于管理学的ANP理论对实验方法进行了两两比较,分析得出电击穿孔为最优酵母转化方法．实验表明,利用脂质体法得到的转化子为31个/μg质粒DNA,利用电击穿孔法在电压为2.0 kV、1.5 kV时得到的转化子分别为37、29个/μg 质粒DNA,说明电击穿孔实验转化率相对较高,且电压的改变对转化率影响较大,与指标体系分析结果相符．故该指标体系与分析方法可为毕赤酵母转化实验策略优化提供有效的理论依据,其思路、体系、理论和方法可为同类实验所借鉴．     

独脚金内酯对单针藻油脂积累的影响撤回

文章研究了独脚金内酯(Strigolactone, SL)对单针藻Monoraphidium sp. QLY-1生长、油脂积累、生理指标和与油脂合成相关酶活性的影响,探讨了SL对藻细胞内信号分子活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和Ca2+与油脂合成的关系。结果表明,在1μmol/L SL诱导条件下,其油脂含量可达48.76%,比对照组(38.12%)提高了27.91%。此外, SL提高了胞内Ca2+、NO水平、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和苹果酸酶(ME)的活性,同时下调了ROS和磷酸式烯醇式丙酮酸(PEPC)的活性。研究表明, SL促进单针藻积累油脂与调控胞内信号分子水平和油脂合成关键酶活性有关,为利用SL诱导微藻积累油脂提供了一定的理论基础。     

灵芝悬浮培养中添加微颗粒Talc对灵芝酸产生的影响

灵芝酸是灵芝中重要的药理活性物质,其低产量限制了它的广泛应用和深入研究,高效提高液体发酵中灵芝酸的含量十分必要。以CGMCC 5.65为材料,在悬浮培养条件下,研究添加微颗粒Talc对灵芝酸产生的影响。结果表明,微颗粒Talc添加显著减小了灵芝细胞粒径,对照组为(3.33±0.16)mm,15g/L微颗粒Talc添加组为(2.04±0.12)mm。灵芝细胞中单体灵芝酸和总灵芝酸的含量在微颗粒Talc添加条件下也显著提高。15g/L微颗粒Talc添加组的总灵芝酸含量达到(1.51±0.02)mg/100mg细胞干重,GA-Mk、GA-T和GA-Me的含量最高为(6.02±0.29)、(5.08±0.14)和(1.71±0.09)μg/100mg细胞干重,分别是对照的1.6、4、1.9和1.4倍。另外,15g/L微颗粒Talc添加条件下鲨烯和羊毛甾醇的最大积累量分别为(3.69±0.23)和(34.86±6.41)μg/100mg细胞干重,是对照的2.6和4.2倍;灵芝酸生物合成途径关键基因fps和cyp-5150l8的表达量最高为对照的2.35和1.53倍。     

黄腐酸对雨生红球藻虾青素的积累和CHY基因表达量影响

实验以雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU为对象,研究了不同浓度的黄腐酸对微藻细胞生长、虾青素积累以及β-胡萝卜素羟化酶(CHY)基因表达量的影响。结果表明,FA浓度为5 mg/L,藻细胞生物量产率达到了79.39 mg/(L·d),虾青素产量达到了20.82 mg/L,分别比对照组提高了4.25%和86.89%;FA浓度为10 mg/L,藻细胞的生物量产率和虾青素产量分别比对照组提高了5.44%和9.78%。RT-PCR分析显示,虾青素合成的关键基因CHY的表达受FA的诱导,当添加5和10 mg/L的黄腐酸时,CHY基因最大的表达量分别为对照的18.1倍和7.3倍,当添加20 mg/L的黄腐酸时CHY基因的最大的表达量仅为对照的3.2倍,FA诱导下的雨生红球藻虾青素的积累含量和CHY基因表达量呈正相关。实验表明,适当浓度的黄腐酸不仅能够显著提高虾青素合成关键酶基因CHY的表达水平,并且明显促进了藻细胞内虾青素的积累,因此黄腐酸可作为虾青素生产的一种有效诱导子。     

外源2,6-二叔丁基对甲酚对非生物胁迫条件下雨生红球藻虾青素积累的影响

【背景】雨生红球藻是天然虾青素的最佳来源,广泛应用于虾青素的工业化生产。【目的】探究外源添加不同浓度的2,6-二叔丁基对甲酚(Butylated hydroxytoluene,BHT)对雨生红球藻虾青素积累的影响,以期建立BHT提高雨生红球藻虾青素产量的技术体系。【方法】选用不含硝态氮的BBM培养基,辅以强光照,培养雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)LUGU,测试不同浓度BHT对雨生红球藻生物量、虾青素含量、活性氧、抗氧化系统和虾青素合成相关酶基因的影响。【结果】在0-3 mg/L BHT范围内,2 mg/L BHT对雨生红球藻虾青素积累的促进效果最佳,达到31.66 mg/g。2 mg/L BHT有效降低了雨生红球藻内的活性氧水平,增加了细胞内NO水平,提高了藻细胞内过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)活性以及谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量,诱导了虾青素合成关键酶基因chy和lcy的高效表达。【结论】非生物胁迫条件下,外源添加适量的BHT能促进雨生红球藻中虾青素的积累,且与藻细胞内的信号分子活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、NO水平及虾青素合成相关基因的表达调控相关。     

褪黑素对非生物胁迫下雨生红球藻中虾青素积累的影响

以雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU株为研究对象, 研究在高光照和缺氮胁迫条件下, 添加不同浓度褪黑素(melatonin, MLT)对雨生红球藻生长、虾青素积累、活性氧(ROS)、信号分子及dxs基因表达量的影响。结果表明, 外源添加10 μmol/L MLT可有效提高藻细胞中虾青素的含量, 最高可达31.32 mg/g, 是对照组(13.27 mg/g)的2.36倍; 抑制了细胞内ROS水平, 上调了信号分子一氧化氮(NO)和水杨酸(SA)的含量; 此外, dxs基因表达水平比对照组明显提高, 最高达11.3倍。研究表明, 在非生物胁迫条件下, 雨生红球藻中虾青素的大量积累可能与外源MLT调控细胞内ROS、信号分子及基因表达有关。     

葡萄糖对单针藻异养、兼养生长及油脂合成的影响

利用Andrew方程考查了异养和兼养培养模式下葡萄糖对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10生长的影响,拟合出葡萄糖消耗动力学模型;同时研究了不同培养模式下葡萄糖对单针藻油脂合成的影响,拟合出最佳葡萄糖浓度时油脂合成动力学模型。结果表明,葡萄糖浓度为10.0g/L时,异养、兼养培养条件下藻细胞生物量和油脂含量达到最大值;异养、兼养培养条件下葡萄糖的半饱和常数KS分别为17.82g/L和1.89g/L,说明兼养培养时单针藻对葡萄糖的吸收能力相对较高。     

褪黑素对单针藻油脂积累的影响

研究了外源褪黑素(MT)对单针藻Monoraphidium sp.QLY-1生长和油脂积累影响,结果表明:在光胁迫下,添加1、10和100μmol/L褪黑素时藻细胞中油脂含量分别比对照组(37.6%)提高了1.32、1.24和1.16倍,且最高油脂含量可达49.6%。活性氧(ROS)、油脂生物合成相关的酶活性与油脂积累存在相关性,添加1μmol/L褪黑素诱导微藻细胞,ROS水平上升、乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)和苹果酸酶(ME)酶活性呈现上调趋势,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性下调。研究表明,褪黑素作为一种外源诱导子可有效促进微藻油脂的积累,褪黑素结合光诱导可作为提高微藻油脂积累的另一策略。     

黄腐酸对单针藻生长和油脂含量的影响

为了研究不同浓度的黄腐酸对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10细胞生长、油脂合成的影响,研究于Kuh1培养基中添加4种不同浓度的黄腐酸(40、80、120和160 mg/L),优化出异养培养条件下最适合藻细胞生长的黄腐酸浓度;并采用黄腐酸与异养-自养两步培养联用的方法提高细胞量和油脂含量,自养培养时在培养基中添加5、25、125和625 mg/L的黄腐酸诱导油脂的合成。结果表明,80 mg/L的黄腐酸对细胞生长的促进作用最显著,细胞量可达6.4 g/L,为对照组的1.5倍。黄腐酸的浓度增加至160 mg/L,藻细胞的生长受到明显的抑制。自养培养阶段,添加25 mg/L的黄腐酸能显著地提高藻细胞的油脂含量,其油脂含量从30.78%增加至54.65%。黄腐酸对于单针藻的生长和油脂合成具有明显的促进作用,黄腐酸与两步法联用在提高微藻细胞量和油脂含量方面具有较好的应用前景。