红曲霉菌生物代谢成分的研究进展_周波

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/01234105 6507 （ 见图 8 ） 在红曲产品中是一类具 有抗氧化功能的主要物质， 在体外 /99: ・实验检测 中有抗氧化特性以及对四氯化碳导致的小鼠损伤有
［$ ， #; ］ 保护作用 。 进 一 步 研 究 发 现， 一定量 （ %< =
图 .& S6CHT>1>C6D0C * 和 S6CHT>1>C6D0C + 的化学结构图
［! ］ 化并已经研究清楚其化学结构的包括莫纳可林 、 色 ［% ］ ［E ］ ［# ］ ［& ］ 素 、二 氢 莫 纳 可 林 、桔 霉 素 、 BDAD 、 ［’ ］ I2J38;J2+ 5+21 等， 这些物质根据其部分用途和生
就是抑制胆固醇生物合成中的关键酶 LMB) 9-D 还 原酶 （ E) 羟基 ) E ) 甲基 ) 戊二酰基 ) 辅酶 D 还原酶， E) ,?18-N?. ) E ) J3:,?. 7.;:58?. 9-D 831;+:5>3 ） 的活性。 最初 发 现 密 实 菌 素 （ +-JO5+:24 ， MP ) %E’A ） 能抑制
结构类似物莫纳可林 Q 的治疗效果更好， 莫纳可林
［ !! ］ Q 因此而被广泛研究 。
莫纳可林 Q 最初在 !"#$%&’% (’)*( 和 +%,*(-.//’%
［ !% ］ ， 然后被 M38+K 公司产业商品化并命 0*((*’% 中发现 ［ !E ］ 名为洛伐它汀 （ .-=5>:5:24 ） 。莫纳可林 Q 的代谢合 ［ !# ］ 成途径及其同系物都已研究清楚 。其同系物种类
3$ 红曲色素
3"!$ 红曲色素成分的研究
红曲色素是红曲霉在生长过程中产生的次级代 谢 产 物，属 于 聚 酮 类 色 素，主 要 包 括 橙 色 素 （ ’>C6D5>34E30C2 （ *CI6J?6K0C2 和 和 F4E3>G4C5H6H0C2 ） 、黄 色 素 ’>C6D50C2 ） 、 红 色 素
［ !$ ］ LMB) 9-D 还原酶的活性 ， 然后才发现密实菌素的
物学功能进行划分， 一般分为生物活性成分、 毒素和 色 素。 然 而 这 样 的 划 分 并 不 是 很 合 理，比 如 D4K5/.5=24 色素一直为一种着色剂， 而现在发现它具
［G ］ 。并且不同的发酵方式得到的 有一些生物学功能
下有酸型和内酯型两种形态， 其结构式如图 ! 。
非常复杂且受培养方式的影响， 本文就对红曲霉菌 代谢成分的研究状况做一定的论述。
"! 红曲中的生物活性代谢成分
"9"! 降胆固醇的成分: 莫纳可林 6
目前治疗高胆固醇血症和高脂血症有效的方法
图 !( 莫纳可林 Q 两种形态的动态平衡
"9#! 二氢莫纳可林
［ #. ］ 的 )*+*+ 受体 。
图 $& 新红曲红色素的化学结构图
日 本 R62M6I0 +0> ! 0C74DH3N 公 司 生 产 的 S6CHT>1>C6D0C * 和 S6CHT>>C6D0C + 混 合 物 黄 色 素 产品， 其分子结构见图 .［%% ］。
图 ,& !! 氨基丁酸的化学结构式
响细胞凋亡相关联的机制对癌细胞株 （ 如 :2G)% 和 *-8B ） 有选 择 性 细 胞 毒 性， 但是对正常成纤维细胞
［. ］ （ 如 ’FQ ! - 和 YZ ! ,; ） 有很低的毒性 。在 对
F P Q. :#- ， A!M?45>DN?34E3>G4C5H610C2； F P Q- :## ， A!M?45>DN?1>C6D5>34E3610C2。 图 -& 两种复合红色素的分子结构
发酵产物其生理代谢活性完全不一样。研究表 明， 通过液态发酵得到的红曲代谢物对鸡胚胎有毒性和 致畸性， 但是通过固态发酵得到的代谢物对鸡胚胎
［H ］ 没有明显的毒性或致畸性 。更有研究者报道， 不同
包括莫纳可林 R、 莫纳可林 P 和莫纳可林 M， 对减少
［ !& ］ 胆固醇的合成也很有效 。莫纳可林 Q 在酸性条件
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.02.090
周! 波" ， 朱明军# ， 梁世中# （ !" 中南林业科技大学食品科学与工程学院， 湖南长沙 #!$$$# ； %" 华南理工大学生物科学与工程学院， 广东广州 &!$$$’ ）
摘( 要： 对红曲霉菌代谢成分的研究状况进行了论述， 尤其是对红曲霉菌生物活性代谢成分、 色素以及桔霉素的国内 外研究进展进行了详细的阐述， 并对未来红曲霉菌研究的重点进行了展望。 关键词： 红曲霉菌， 生物活性代谢成分， 色素， 桔霉素
波长的光影响了红曲菌代谢生成次级代谢产物的成 分， 当培养红曲菌发酵时， 把培养的三角瓶放黑暗环 境或暴露于红光 （ ’E&4J） 或蓝光 （ #G$4J ） 下时， 红光 能促进红色素和桔霉素的代谢生成， 而蓝光能促进 BDAD 的代谢生成， 同时不同波段的光能影响红曲菌
［F ］ 的生长及孢子的形成 。这说明红曲霉菌代谢成分
$ !"#
表 !" 在 #$% 培养基上红曲菌种的生长特性及其桔霉素的形成 红曲菌种类 !* "#$"#$%#& +,-. !* ’()$*+,-#& 4*5*67--8- 9 $*)*:7;-7;< !* $#.%$ ?@,’A !* "#$"#$%#& +,-. !* (*-*&")$,& C<7’7D7 9 :7E7 !* ",((%-& 4*5*67--8!* $#.%$ ?@,’A !* "*()&#& G*%7.8 ,H I*J7DKLD*9 4@.. !* &,-/#*-0#& 4*5*67--8- NE<OPP7A 9 :*N*NEE7L !* ,#$,-1*,2#& Q*)@ 申请人 :@8R8R&8LS’ （ 日本） V@A@;7. #7,’7K@ J7KK8 W@K,-KK （ 日本） 江南大学 中山大学 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 申请日 !MMBTFBT!0 =FFBTF=T=3 =FF0TFBT0F =FF0TF/T!F =FF!TF2T=B =FF0TF/T=M =FF=T!=T0F 公开号 U4/=/BM/2TN U4=FFB0=!!/3 6V!BB2>F0 6V!B2F>=3 C%330>B3/ C%=FFBFB/2B= 6V!>!!MB= #$% 上生长特性 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 灰白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基暗黑棕色 浅灰白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 棕色菌丝体， 培养基红色 浅白色菌丝体， 培养基橙红色 桔霉素 （ &’ ( )） /01023 =!> !>= !>B 32 B2F 3>1!3F !=/1!3M /2 =0M
［ %B!,< ］ ’>C6D5>34E30C2 最 有 效 。 在 小 鼠 模 型 中，
曲色素 成 分 被 分 离 出 来， 其化学结构也已被研究 清楚。 :6LL6L 等分离出了两种水溶性复合红色素， 是单 一色素和培养基中的谷氨酸复合而成的， 命名为 A! M?45>DN?34E3>G4C5H610C2 和 A ! M?45>DN?1>C6D5>34E36O
［ #B ］ 特性归结于其是异羟肟酸基团的电子受体 。
图 8& /01234105 6507 的化学结构式
图 ;& ’>C6D54D>C2D * 和 ’>C6D54D>C2D + 的化学结构图
而国内对于红曲黄色素的研 究， 华南理工大学
［ %8!%. ］ 的相关学者对此研究得比较深且系统 ， 但很多实
泰国学者通过光分析与核磁共振数据推导红曲 霉 !"#$%&’% ($")*$#+ U+%<’#<V% 代谢生成的黄色素 ’>C6D54D>C2D * 和 ’>C6D54D>C2D + 的结构， 其结构式
［ %, ］ ： 如下 （ 见图 ; ）
%<< "1>? @ "） 的 /01234105 6507 能 有 效 抑 制 A*/9: 和离子依赖导致的小鼠肝胀微体过氧化， 其抗氧化
［ %< ］ ， 其结构见图 - 。 10C2
’>C6D50C 能减少通过过氧化硝酸或紫外诱变使 X9*
［ ,# ］ 上升而导致皮肤癌的出现几率 。有研究者发现红
曲黄色素 ’>C6D50C 及其衍生物对小鼠 X 细胞有免疫
［ ,% ］ ， 并 且 ’>C6D50C 是 一 种 肿 瘤 化 学 抑 制 抑制 作 用 ［ ,, ］ ［ ,8 ］ 剂 ， 但 对 :2G)% 没 有 毒 性 。 *CI6J?6K0C 通 过 影
$ !"#
［ #$ ］ 可林! " 对胆固醇的合成也有很好的抑制效果 。
中国研究 者 %<<. 年 从 红 曲 菌 代 谢 生 成 的 色 素
［ %# ］ 中分离出新的红色素 （ 见图 $ ） 。
图 %& 二氢莫纳可林!’( 的化学结构式
!"#$ !% 氨基丁酸 （ &’(’）
（ )*+* ） （ 见图 , ） 的医学治疗效果 !! 氨基丁酸 ［- ］ 是缓解高血压症 。 )*+* 因为其是神经信号传递 的抑制物质而被科研工作者广泛关注， )*+* 受体在 神经系统和组织中存在， 其有两个受体， 一个是与氯 离子通道偶联的 )*+** 受体； 一个是与 ) 蛋白偶联
!"#$%&’% ($")*$#+ U+%<’#<V% 代 谢生成的黄色素的 生物活性研究中发现， ’>C6D54D>C2D * 对疟原虫、 肺 结核 杆 菌 和 白 色 假 丝 酵 母 不 表 现 出 抑 菌 性， 对 +Q （ E326DH 56C523 ） 和 U+ （ T416C 2G07231>07 56350C>16 >J
验结果仍处于整理阶段还未公开发表。
3"3$ 红曲色素生物活性功能的研究
红曲色素能抑制 #%! W! 四葵酰 ! 佛波醇 !#, ! 乙
［ %; ］ 酸 （ X9* ）对 小 鼠 的 畸 形 诱 导 ，而 橙 色 素
（ ’>C6D5>34E3610C2 和 F4E3>G4C5H610C2 ） , 种颜色， 其
二氢莫纳可林是莫纳可林的 一 个 结 构 类 似 物。 二氢 莫 纳 可 林 ) MS （ 见图 %） 对 ITTL ・ （ %， %) 12O,34?. )!) O2+8?.,?185C?.） 有很好的自由基清除效果
［E ］ 以及对脂的过氧化有很好的抑制效果 。二氢莫纳
收稿日期： %$$F)!!)%& 作者简介： 周波 （ !FGH) ） ， 男， 讲师， 博士， 研究方向： 微生物发酵。
［% ］ 成分结构相近， 略有差异 。近年越来越多的其它红
（ ’>C6D5>34E30C2 和 F34E3>G4C5H60C2 ） 具有抗菌效果， 如抗细菌、 酵母和丝状真菌 （ 如能抑制 ,$&*))’% %’-.*)*% 和 /$#0*0$ 1%2’0".3"1*&$)*% 的 生 长 ） ，其 中
$%&%’()* ’+,’-)%& ./ 01.’)21,% 3%2’0.412%& /(.3 !"#$%&’%
!"#$ %&! ， !"$ ’()*) +,)% ， -./01 23() 43&)*% （ !"*+,--. -/ 0--1 *+234+3 541 64724338247， 934:85. *-;:, <42=38>2:? -/ 0-83>:8? 541 @3+,4-.-7?， 9,547>,5 #!$$$# ， 9,245； %"*+,--. -/ A2->+234+3 541 A2-34724338247， *-;:, 9,245 <42=38>2:? -/ @3+,4-.-7?， B;547C,-; &!$$$’ ， 9,245） 50&2(’)2： !"# $#%&’()*%#+ ,-($ !"#$%&’% "&+ ’##. -#/*#0#1， #+2#3*&))4 %"# -#+#&-3" 2-(5-#++ (, ’*(&3%*/# $#%&’()*%#+ ， 2*5$#.%+ &.1 3*%-*.*. ,-($ !"#$%&’%" !"# -#+#&-3" #$2"&+*+ (, !"#$%&’% *. ,6%6-# "&+ ’##. #72#3%#1 &% )&+%" 6%7 8.(+&： !"#$%&’%； ’*(&3%*/# $#%&’()*%#+； 2*5$#.%； 3*%-*.*. 中图分类号： @*%$!"%( ( ( ( 文献标识码： D( ( ( ( 文 章 编 号： !$$%)$E$’ （ %$!! ） $%)$#!%)$’ ( ( 红曲发酵历史悠久且发酵过程非常复杂， 红曲 代谢成分中含有多种具有生物活性的成分， 分离纯