Biosynthesis of artemisinin
国内外青蒿素生产过程差异性比较
国内外青蒿素生产过程差异性比较贾成友;于金英;张传辉;王云红;禹奇男;杨荣平【摘要】青蒿素是治疗疟疾的特效药,临床中已经使亿万患者摆脱了疾病的困扰.目前,青蒿素的获取途径主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成.本研究通过对比国内外青蒿素生产过程的差异,分析问题存在的原因,并提出自己的看法和建议,以期为青蒿进一步的研究提供参考.%Artemisinin is the antidote to malaria, and has made hundreds of millions patients get rid of the disease since application in clinic. At present, the main accesses to artemisinin are directly extracted from Artemisia annua,chemical synthesis and biosynthesis. By comparing the differences of artemisinin production process between China and abroad, this research analyzes the reasons of the problem, and put forward their views and suggestions, so as to provide references for Artemisia annua further research.【期刊名称】《世界科学技术-中医药现代化》【年(卷),期】2015(017)003【总页数】6页(P734-739)【关键词】青蒿;青蒿素;生产过程;比较【作者】贾成友;于金英;张传辉;王云红;禹奇男;杨荣平【作者单位】成都中医药大学药学院成都 611137;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆 400065;成都中医药大学药学院成都 611137;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆 400065;成都中医药大学药学院成都 611137;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆 400065;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆 400065;成都中医药大学药学院成都 611137;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆 400065;成都中医药大学药学院成都 611137;重庆市中药研究院中药制剂研究所重庆400065【正文语种】中文【中图分类】R284.3青蒿（Artemisia apiacea）系菊科（Compositae）植物黄花蒿（Artemisia annua L.）的干燥地上部分，具有清热解暑、除蒸截疟之功效，主治暑热、暑湿、湿温、阴虚发热、疟疾和黄疸等症[1]。
阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰治疗精神分裂症合并抑郁焦虑的疗效及对血清因子的影响
[收稿日期]㊀2020-11-12[修回日期]㊀2020-12-10[基金项目]㊀四川省医学科研课题计划(S18033)[作者简介]㊀吴世鹏,主治医师,研究方向为精神卫生疾病的诊断与治疗,E-mail 为gbmmk75@㊂DOI :10.15972/ki.43-1509/r.2021.02.020㊃临床医学㊃阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰治疗精神分裂症合并抑郁焦虑的疗效及对血清因子的影响吴世鹏,周文芝,赵得晟,明青容(攀枝花市第三人民医院精神科,四川省攀枝花市617000)[关键词]㊀精神分裂症;㊀抑郁;㊀焦虑;㊀阿立哌唑;㊀草酸艾司西酞普兰[摘㊀要]㊀目的㊀分析阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰治疗精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者疗效及对其血清因子的影响㊂方法㊀选取精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者114例,随机分为对照组及观察组㊂对照组口服草酸艾司西酞普兰㊁齐拉西酮胶囊,观察组在上述基础上加用阿立哌唑㊂观察两组患者临床疗效㊁抑郁焦虑症状㊁血清炎症因子与神经功能因子等改变情况㊂结果㊀治疗后观察组有效率为89.47%,高于对照组70.18%(P <0.05);治疗后1月和3月观察组汉密尔顿焦虑量表㊁汉密尔顿抑郁量表评分较治疗前和对照组降低(P <0.05);治疗后观察组血清肿瘤坏死因子-α㊁白细胞介素-2㊁白细胞介素-8㊁神经功能因子髓鞘碱性蛋白(MBP )及S100B 蛋白含量较治疗前和对照组降低(P <0.05);治疗后观察组血清皮质醇㊁同型半胱氨酸含量较治疗前和对照组降低,脑源性神经营养因子㊁5-羟色胺㊁多巴胺含量较治疗前和对照组升高(P <0.05)㊂结论㊀阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰可有效提高精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者疗效,降低血清炎症因子含量,改善中枢神经递质分泌㊂[中图分类号]㊀R749.3[文献标识码]㊀AEffect of aripiprazole and escitalopram on schizophrenia combined with depression and anxiety symptoms and influence of serum factorsWU Shipeng,ZHOU Wenzhi,ZHAO Desheng,MING Qingrong(Department of Psychiatry ,the Third People s Hospital of Panzhihua ,Panzhihua ,Sichuan 617000,China )[KEY WORDS ]㊀schizophrenia;㊀depression;㊀anxiety;㊀aripiprazole;㊀escitalopram oxalate[ABSTRACT ]㊀㊀Aim ㊀To analyze the effect of aripiprazole and escitalopram on schizophrenia combined depression and anxiety and influence of serum factors symptoms.㊀㊀Methods ㊀A total of 114patients with schizophrenia combined with depression and anxiety symptoms who were treated were selected.㊀They were randomly divided into the control group by taking escitalopram oxalate and ziprasidone capsules.㊀Aripiprazole was added to the group on the above basis.㊀Ob-serve the patient s clinical efficacy,depression and anxiety symptoms,serum inflammatory factors and neurological function factors.㊀㊀Results ㊀The effective rate in the observation group after treatment was 89.47%,which was higher than70.18%in the control group (P <0.05);the hamilton anxiety scale and hamilton depression scale scores in the observation group in january and march after treatment was lower than before treatment and the control group (P <0.05);After treat-ment,serum tumor necrosis factor-α,interleukin-2,interleukin-8,nerve function factor myelin interstitial protein and S100B protein content of the observation group were lower than before treatment and the control group (P <0.05);After treatment,the serum cortisol and homocysteine levels in the observation group were lower than those before treatment and the control group,while the levels of BDNF,serotonin and dopamine were higher than those before treatment and the con-trol group (P <0.05).㊀㊀Conclusion ㊀Aripiprazole combined with escitalopram can effectively improve the curative effect of patients with schizophrenia combined with depression and anxiety,reduce the content of serum inflammatory fac-tors,and improve the secretion of central neurotransmitters.㊀㊀精神分裂症为临床常见的精神障碍,全球患病率约为1%,是危害人类健康的一大顽疾[1],患者起病缓慢,临床表现为行为㊁情感㊁思维等多方面障碍和神经活动不协调,给患者和家人日常生活与工作带来了严重影响㊂有研究报道,即便经过有效治疗使患者生存质量㊁认知功能与临床症状等显著改善,但多数患者对全面恢复社会功能与工作能力等依然困难,无法独立工作㊁生活,尤其是对患者心理健康有严重影响[2]㊂抑郁㊁焦虑为临床精神分裂症患者多见症状,可发生于精神分裂症任何时期,增大其自杀风险,使患者丧失社会功能[3]㊂因此,单一采用抗精神药物可能无法使此类患者焦虑㊁抑郁症状完全缓解,需联合用药才可促进其康复㊂阿立哌唑为新型非典型抗精神药物,不仅可缓解精神分裂症患者的临床症状,同时对5-羟色胺1A受体亲和力较高,还能够明显改善患者抑郁症状,能够作为抗抑郁药物的增效剂[4]㊂草酸艾司西酞普兰是对抑郁障碍治疗的常用药物之一,临床效果受到了广泛认可[5]㊂本研究分析阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰对精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者疗效及对血清因子的影响,现报道如下㊂1㊀资料和方法1.1㊀病例资料选取2017年11月 2019年11月于本院治疗的精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者114例㊂随机数字表法分为对照组和观察组各57例,其中对照组男30例,女27例,年龄20~58岁,平均(33.19ʃ5.28)岁,精神病病程3周~62月,平均(8.41ʃ3.22)月㊂观察组男31例,女26例,年龄19~59岁,平均(32.85ʃ5.14)岁,精神病病程3周~64月,平均(8.69ʃ3.17)月,两组患者临床资料差异无显著性,具有可比性㊂纳入标准:①符合‘疾病和有关健康问题国际统计分类ICD-10“[6]内关于精神分裂症诊断标准,且阳性与阴性症状量表(positive and negative symptom scale,PANSS)ȡ60分;②汉密尔顿焦虑量表(Hamilton anxiety scale,HAMA)>14分,且汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD)>24分;③年龄18~60岁;④近2周内未应用抗抑郁㊁抗焦虑药物,抗精神病药物服用剂量相对稳定3月;⑤患者或家属知情并签署同意书㊂排除标准:①既往有自杀史或自杀倾向者;②对本试验药物过敏或高敏体质者;③处于哺乳或妊娠期者;④合并心㊁肝㊁肾等主要器官障碍;⑤治疗依从性较差,无法配合研究者㊂1.2㊀研究方法对照组口服草酸艾司西酞普兰(四川科伦药业股份有限公司,规格100mg/片),起始剂量20mg/天,依据患者病情可增量至40mg/天,为确保患者最低有效剂量,在剂量调节前后对其服药反应密切观察,调节间隔ȡ2天㊂餐后口服齐拉西酮胶囊(江苏恩华药业股份有限公司,规格20mg/片),20mg/次, 2次/天,2周后依据患者病情可增大至60~80mg/次, 2次/天,对其服药反应密切观察㊂观察组在上述基础上采用阿立哌唑(浙江大冢制药有限公司,规格5mg/片),起始剂量为5mg/次, 1次/天,第2周可增大至10mg/次,2周后可依据患者病情增大至15mg/次,但服用总量应低于30 mg/次㊂两组患者均持续治疗3月㊂1.3㊀观察指标①疗效评估:依据患者PANSS评分的减分率拟定,减分率=(治疗前评分-治疗后评分)/(治疗前评分-30)ˑ100%㊂患者减分率ȡ75%为痊愈,50%~ 75%为显效,25%~50%为有效,<25%为无效㊂②治疗前㊁治疗后1月㊁治疗后3月采用HAMA㊁HAMD量表评估患者抑郁㊁焦虑症状变化情况㊂③血清因子指标:采集患者治疗前后空腹静脉血6mL,ELSIA法检测血清炎症因子[肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)㊁白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)㊁白细胞介素-8(IL-8)]㊁神经功能因子[髓鞘碱性蛋白(myelin interstitial protein,MBP)㊁S100B蛋白(S100B protein,S100B)]㊁多巴胺(dopamine,DA)㊁同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)㊁脑源性神经营养因子(neu-rotrophic factor,BDNF)含量,电化学发光法检测皮质醇㊁5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)含量㊂④记录患者不良反应情况,包含体质量增加㊁呕吐㊁嗜睡㊁便秘㊁内分泌改变㊁头晕及腹痛等㊂1.4㊀统计学分析采用SPSS21.0统计软件行数据分析,计量资料用xʃs表示,重复测量方差或两独立样本t检验,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义㊂2㊀结㊀果2.1㊀两组患者临床治疗效果比较治疗后观察组有效率为89.47%,高于对照组的70.18%(χ2=6.591,P<0.05;表1)㊂表1㊀两组患者临床治疗效果比较单位:例(%)分组n无效有效显效痊愈总有效对照组5717(29.82)21(36.84)14(24.56)5(8.78)40(70.18)观察组576(10.53)15(26.32)26(45.61)10(17.54)51(89.47)a ㊀㊀注:a为P<0.05,与对照组比较㊂2.2㊀两组HAMA㊁HAMD评分的比较治疗后1月㊁3月观察组HAMA㊁HAMD评分较治疗前和对照组降低(P<0.05;表2)㊂2.3㊀两组血清炎症因子与神经功能因子含量的比较治疗后观察组血清TNF-α㊁IL-2㊁IL-8㊁MBP及S100B含量较治疗前㊁对照组降低(P<0.05;表3)㊂2.4㊀两组血清多巴胺㊁Hcy㊁BDNF㊁皮质醇及5-HT 含量的比较治疗后观察组血清皮质醇㊁Hcy含量较治疗前㊁对照组降低,BDNF㊁5-HT㊁多巴胺含量较治疗前㊁较对照组升高(P<0.05;表4)㊂表2㊀两组患者HAMA㊁HAMD评分比较单位:分分组nHAMA评分治疗前治疗后1月治疗后3月HAMD评分治疗前治疗后1月治疗后3月对照组5725.03ʃ3.0615.80ʃ2.35a9.83ʃ2.24a25.19ʃ4.3017.25ʃ3.86a11.95ʃ2.50a 观察组5725.29ʃ3.109.17ʃ2.61ab 5.11ʃ2.01ab24.78ʃ4.1610.92ʃ3.75ab 6.02ʃ2.31ab ㊀㊀注:a为P<0.05,与本组治疗前比较;b为P<0.05,与对照组同时间段比较㊂表3㊀两组患者治疗前后血清炎症因子与神经功能因子含量的比较分组n TNF-α/(ng/L)IL-2/(mg/L)IL-8/(ng/L)MBP/(μg/L)S100B/(μg/L)对照组治疗前5712.05ʃ3.147.35ʃ2.208.86ʃ2.138.10ʃ2.03 2.54ʃ0.65治疗后579.17ʃ2.30a 5.81ʃ1.63a 6.80ʃ1.17a 6.80ʃ1.77a 1.96ʃ0.50a 观察组治疗前5712.18ʃ3.077.41ʃ2.188.81ʃ2.058.15ʃ1.98 2.59ʃ0.63治疗后57 6.96ʃ2.15ab 4.62ʃ1.75ab 5.29ʃ1.04ab 5.38ʃ1.52ab 1.49ʃ0.52ab ㊀㊀注:a为P<0.05,与本组治疗前比较;b为P<0.05,与对照组治疗后比较㊂表4㊀两组患者治疗前后血清多巴胺㊁Hcy㊁BDNF㊁皮质醇及5-HT含量的比较分组n皮质醇/(μg/L)Hcy/(μmol/L)BDNF/(μg/L)5-HT/(μg/L)多巴胺/(ng/L)对照组治疗前57263.19ʃ24.8618.49ʃ3.1220.14ʃ3.5219.98ʃ4.1246.19ʃ6.41治疗后57233.28ʃ19.07a14.89ʃ2.71a24.39ʃ3.66a32.67ʃ5.46a67.33ʃ7.56a 观察组治疗前57264.18ʃ25.7718.61ʃ3.0519.95ʃ3.7719.94ʃ4.8346.42ʃ6.30治疗后57217.52ʃ18.04ab11.98ʃ2.64ab28.27ʃ3.80ab40.01ʃ5.39ab76.73ʃ7.62ab ㊀㊀注:a为P<0.05,与本组治疗前比较;b为P<0.05,与对照组治疗后比较㊂2.5㊀患者不良反应情况治疗期间观察组出现腹痛2例㊁体质量增加1例㊁头晕2例㊁呕吐2例㊁内分泌改变1例㊁便秘2例㊁嗜睡2例,总发生率为21.05%(12/57)㊂对照组出现腹痛1例㊁头晕1例㊁呕吐3例㊁内分泌改变1例㊁便秘1例㊁嗜睡1例,总发生率为14.04%(8/57)㊂不良反应两组间比较差异无统计学意义(χ2= 0.970,P=0.325)㊂3㊀讨㊀论神经分裂症患者临床主要表现是行为㊁情感与思维的分裂及基本个性改变,其病程迁延,易反复发作,伴发抑郁焦虑为患者阴性症状或情感的表现形式,一般在阳性症状缓解后显现出来,临床发病率高[7]㊂草酸艾司西酞普兰为西酞普兰S-异构体代谢产物,有5-HT双重影响,可选择性结合突触前膜5-HT结合位点,还能够结合异构位点,加速释放5-HT并对5-HT再摄取抑制作用加强,同时对去甲肾上腺素影响小,患者无明显耐药性,对社交焦虑障碍㊁抑郁障碍等比较适宜[8-9]㊂阿立哌唑为喹啉铜类衍生物,不仅为5-HT2A拮抗剂,还是5-HT1A 与多巴胺D2部分激动剂,既能够使多巴胺功能亢进状态下调,也可使低兴奋多巴胺功能状态上调,起到改善精神分裂症阳性与阴性症状作用[10-11]㊂抗精神病类与抗抑郁药物对抑郁患者治疗有增效效果,药物的总剂量小,缓解临床症状,同时不良反应较轻[12]㊂本文研究显示,阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰可有效提高精神分裂症患者疗效,改善其抑郁焦虑症状㊂MBP为髓鞘浆膜面中枢神经系统的髓鞘蛋白质,可保持机体神经功能稳定,表达量越高则提示机体脑受损越严重㊂S100B广泛分布于神经胶质细胞,表达量和机体病情程度为正相关[13-14]㊂IL-2可对免疫系统内白细胞活性调控,IL-8能够加速释放炎症反应细胞内酶,参加病理进程各种反应㊂TNF-α能诱导并激活T㊁B细胞分化,加速形成IL-8,患者体内TNF-α㊁IL-2及IL-8处于高水平会对神经递质产生影响,造成神经分泌失衡,使患者病情加重[15-16]㊂本研究显示,阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰可抑制炎症因子表达,改善其神经功能㊂Hcy 为机体中枢神经系统受损的敏感标志物,和神经元兴奋联系紧密㊂皮质醇为肾上腺所分泌荷尔蒙,对于应付压力有重要作用㊂BDNF为脑内所合成的蛋白质,能够加速神经元的再生,并保持机体生理功能正常运转和神经元的生长发育㊂在抑郁焦虑症状的出现与发展中中枢神经递质为主要病理物质,多巴胺负责兴奋㊁高兴等信息传递,和抑郁的出现联系紧密,多巴胺含量上升能够使人情绪高涨,精力充沛,而多巴胺含量下降则造成机体丧失兴趣,情绪低落㊂5-HT多存在于神经突触与大脑皮层的抑制性神经递质,对精力㊁记忆和情绪等有调节影响,其含量降低会导致出现抑郁症状[17-19]㊂本文研究显示,阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰可使患者中枢神经递质分泌改善㊂同时,联合用药后患者不良反应未显著增大,说明该疗法安全性较高㊂综上所述,阿立派唑联合草酸艾司西酞普兰可有效提高精神分裂症合并抑郁焦虑症状患者疗效,降低血清炎症因子含量,改善中枢神经递质分泌㊂[参考文献][1]周素妙,吴逢春,丁文华,等.氧化应激参与精神分裂症认知功能障碍机制的研究进展[J].国际精神病学杂志,2019,46(3):388-391.[2]李四冬,戢汉斌,巫珺,等.棕榈酸帕利哌酮对精神分裂症患者社会功能㊁催乳素及体质量的影响[J].中国新药杂志, 2016,25(10):1145-1148.[3]张蓉,刘小梅,赖玉兰.综合干预对精神分裂症患者亲属抑郁与焦虑情绪的影响[J].临床精神医学杂志,2018,28(4):256-258. 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药物化学—英文
The unexplored potential of microbial diversity
Extremophilic microbes abound in extreme habitats
alkalophiles, alkaline,piezo(baro) and thermophiles and psychrophiles. These extrem enviroments will yield novel bioactive chemotypes.
“A small collection of smart compounds may be more valuable than a much larger hodgepodge collection mindlessly assembled”-- stated by Danishefsky in 2002.
Fig. Enzymatic processes operative in cell cycle progression
New screening methods
In early days, even the use of simple broad-based bioactivity screens resulted in the isolation of many bioactive compounds; A large number of robust and specific biochemical and genetics-based screens permit the detection of bioactive compounds in natural product extracts with great precision. High throughput screening (upward of 50.000 assay points per day in a number of cases)
黄花蒿培养细胞中青蒿素合成代谢的体外调节_李弘剑
第15卷第3期1999年6月中国生物化学与分子生物学报Chinese Journal o f Biochemistry and Mo lecular B io log yV o l.15,N o.3J un.,1999 * 国家教委回国留学人员启动基金(04380)和国务院侨办重点学科基金资助项目(93-95-38)联系人:李弘剑,女,1966年11月生,博士,副教授,Tel :(020)85220219,E-mail :tlih j @jnu.ed 收稿日期:1998-05-12,修回日期:1998-08-11黄花蒿培养细胞中青蒿素合成代谢的体外调节*李弘剑(暨南大学生物工程学系,广州 510632)张 毅 郭 勇 姚汝华(华南理工大学生物工程系,广州 510641)摘要 黄花蒿培养细胞通过两步培养积累青蒿素.第1步在含有0.2～0.4mg /L 6-苄基氨基嘌呤(6-BA)和3～4mg /L 吲哚乙酸(IAA)的N 6培养基中进行细胞的增殖培养,第2步将培养好的细胞转入含0.2～0.4mg /L 6-BA 和0.2～0.4mg /L I AA 的改良N 6培养基中进行青蒿素的合成.青蒿素的合成量为190μg /g 干细胞左右.当在第2步培养中加入青蒿素合成前体青蒿酸,青蒿素合成量比仅靠激素诱导提高了3倍多.青蒿素的合成途径是植物固醇合成途径的分支途径,当在青蒿素合成过程即第2步培养中加入固醇生物合成抑制剂双氯苯咪唑和氯化氯胆碱处理,可使代谢向合成青蒿素的方向移动,青蒿素合成量明显提高.经200mg /L 氯化氯胆碱处理2d ,黄花蒿细胞合成青蒿素量为372μg /g 干细胞;经20m g /L 双氯苯咪唑处理4d ,黄花蒿细胞合成青蒿素量为1540μg /g 干细胞,比靠激素诱导提高了8倍多,与诱导脱分化细胞的黄花蒿叶中所含的青蒿素(3000μg /g 干细胞)处于同一个数量级.以上结果表明:在通过植物激素调节可以合成青蒿素的黄花蒿培养细胞中,缺乏青蒿素合成前体是青蒿素合成量低的重要原因.因此,在青蒿素合成的过程中通过体外调节,使细胞代谢向合成青蒿素的方向移动,可提高植物细胞培养生产青蒿素的产量.关键词 黄花蒿,青蒿素,植物细胞培养,代谢调节,前体,固醇生物合成抑制剂Artificial Regulation of Artemisinin Biosynthesis Metabolite inCultured Cells of Artemisia annua L .LI Ho ng jian(Department of Biotechnolog y ,J inan University ,Guan gzhou 510632)ZHAN G Yi,GUO Yong ,Y AO Ruhua(Dep artment of Biotec h nology ,South Ch ina University of Technolog y ,Guan gzhou 510641)Abstract Artemisinin can be biosynthesized in cultured cells of Artem isia annua by plant ho r-mo ne reg ula tion during suspension culture .Two -step culture system w as established:First ,the cells grew in N 6m edium with 0.2～0.4mg /L 6-BA a nd 3～4mg /L IAA fo r pro liferatio n.Then,the cells cultured by the above m ethod w ere inoculated to the modified N 6medium containing 0.2～0.4mg /L 6-BA and 0.2～0.4mg /L IAA fo r a rtemisinin biosy nthesis .The ar temisinin produc-tivity w as about 190μg /g dry cell.While a rteannuic acid,direct precursor o f a rtemisinin biosyn-thesis,w as fed during the co urse o f a rtemisinin biosynthesis of cultured cells,a rtemisinin pro-ductivity increased m ore than 3times co mpa red with that relying on plant ho rmo ne regulation m entioned abov e.The result demo nstra ted the productivity of artemisinin depends on the amount o f its precursor in cultured cells which possessed capability o f a rtemisinin biosynthesis by ho r-mo ne reg ula tio n.Ano ther attempt wa s made to increase the accumula tio n of ar temisinin by using va rio us inhibitors of sterol bio sy nth esis .The pathw ay of artemisinin biosynthesis sha red m ev al-o nate pathw ay w ith that o f plant stero l biosynthesis befo re the fo rmation of farnesyl py ro phos-pha te,a nd free sterol inhibited the sy nthesis of co-precursor of sterol a nd artemisinin.It ap-pea red reasonable that the productio n o f a rtemisinin migh t be increased as sterol inhibitors inhib-ited o ne o r mo re enzym e in the mev alonate pathw ay after the fo rm atio n of fa rnesy l py ropho sphate w hich resulted in a shunt tow ard a rtemisinin production rather tha n stero l production,and the feedback reg ulation o f free sterol mig ht be eliminated because of no more sterol.The effects of tw o sterol inhibito rs,miconazole a nd chlo rocho line chloride(CCC),o n artemisinin biosynthesis w ere o btained.While the tw o inhibito rs were added to the m edium during artemisinin biosynthe-sis o f cultured cells,respectiv ely,cultured cells treated with200mg/L CCC fo r2days accumu-lated artemisinin372μg/g dry cell whereas cells treated with20m g/L miconazole for4days pro-duced ar temisinin1540μg/g dry cell.Key words Artemisinin,Artem isia annua,Plant cell culture,Metabo lite regulation,Precursor, Sterol inhibitor “植物次级代谢产物”是一大类结构和功能个异的化学物质.通常情况下,它们不是植物单细胞生长所必需的物质,但它们却常常是整体植物生长所必需的物质.因此,这些物质并不是在植物的整个生命阶段都能合成,例如花色素仅在特殊的发育阶段合成,又如某些物质快速合成,快速降解,只为抵御致病物的侵害.不论次级代谢物在植物中的作用如何,人们已经发现它们是大量药物和食品添加剂的重要来源[1].青蒿素是来自菊科艾属植物黄花蒿(Artemiaia annua L)中的一种抗疟有效成分.青蒿素合成代谢途径是植物固醇代谢的分支途径,与植物固醇共同具有前体甲羟戊酸,是黄花蒿开花后期在叶中形成的次级代谢产物[2].通过植物细胞培养发酵生产青蒿素是获得这种抗疟有效成分的新途径.我们已通过植物激素调节诱导脱分化的黄花蒿细胞合成青蒿素,并建立了两步培养系统[3],但青蒿素的产量不理想.本文在激素调节的基础上,利用细胞体外调节破坏黄花蒿培养细胞代谢的自我调控过程,使得代谢向有利于青蒿素合成的方向进行,以提高脱分化的黄花蒿细胞中青蒿素的合成量.为提高植物细胞培养发酵生产次级代谢产物的产量找到一条行之有效的途径.1 材料与方法1.1 材料1.1.1 黄花蒿细胞:华南理工大学生物工程系保存.由黄花蒿叶通过常规的组培方法获得[4].1.1.2 培养基[3]:细胞悬浮培养基(生长培养基):含6-苄基氨基嘌呤(6-BA)0.3mg/L和吲哚乙酸(IAA)3mg/L的N6[5]培养基.青蒿素合成培养基:含6-BA0.3mg/L和IAA0.3mg/L的改良N6 (PO3-4 1.47mmo l/L)培养基.1.1.3 青蒿素标准品:Sig ma公司提供.1.1.4 青蒿酸及固醇生物合成抑制剂:Sig ma公司提供.1.2 方法1.2.1 培养细胞的青蒿素合成调节研究方法:由黄花蒿细胞培养生产青蒿素,细胞生长与青蒿素合成的培养条件不同,因此,要进行两步培养[3].第1步在细胞生长培养基中进行细胞的增殖培养,第2步将培养好的细胞转入青蒿素合成培养基中进行青蒿素的合成.青蒿素合成调节实验在第2步培养中进行.将青蒿素合成前体及固醇生物合成抑制剂按设定处理时间及处理量加入培养液中(处理的细胞量为10g 湿细胞).培养8d,收获细胞和培养液,测定其中青蒿素的含量,以确定青蒿素合成调节效果.每个实验重复3次,取平均值.1.2.2 青蒿素的提取[6]:黄花蒿细胞培养结束后,过滤将细胞和培养液分开.细胞在75℃下烘干约24 h至恒重,磨碎后用M eCN(50%,V/W)提取,提取液浓缩、过滤,待测定;用正己烷抽提培养液中的青蒿素,后将正己烷蒸干,残渣用M eCN溶解,合并细胞内青蒿素提取液进行测定.1.2.3 青蒿素测定[7]:采用气相色谱法分析青蒿素含量.长2m,内径3mm的不锈钢柱,3%OV-17, 60～80目C HROM ORBW担体.气化温度为265℃,柱温250℃,氢火焰检测器温度为250℃,N2为载气,载气流量40ml/min.2 结果和讨论2.1 黄花蒿细胞培养过程中激素调节下的青蒿素积累曲线黄花蒿培养细胞的生长和青蒿素合成条件不同,两个过程必须采用不同的植物激素诱导[3].黄花480中国生物化学与分子生物学报15卷蒿细胞在生长培养基中(含有0.2～0.4m g /L 6-BA和3～4m g /L IAA 的N 6培养基)增殖到一定量后,将其移入青蒿素合成培养基中(含0.2～0.4mg /L 6-BA 和0.2～0.4mg /L IAA 的改良N 6培养基)培养,定时测定每克培养细胞(干重)合成青蒿素的量,得到青蒿素积累曲线(Fig.1).图中所示,随着细胞培养时间的增加,青蒿素的含量逐渐增加,在细胞培养的第8d,青蒿素的含量达到最大值,8d 后,青蒿素含量逐渐下降.Fig .1 Artemisinin accu mulation curve du ring A annua cell s us-pen sion cultu re (6-BA 0.3mg /L and IAA 0.3mg /L )通过植物激素的调节使得原本只能在黄花蒿开花后期叶中形成的次级代谢产物青蒿素,能够在脱分化的黄花蒿细胞中合成积累.但是,青蒿素的最大积累量约为190μg /g 干细胞,比用来诱导脱分化细胞的黄花蒿叶中青蒿素的含量(3000μg /g 干细胞)低得多,远未达到分化细胞中青蒿素的合成水平.从代谢调控的角度分析,在青蒿素合成酶系存在的条件下,青蒿素合成水平低可能由以下原因所至:一是缺乏合成青蒿素的前体,酶系无法合成更多的青蒿素;二是合成的青蒿素或其他代谢物对合成酶系的反馈控制,从而抑制青蒿素合成.只有找到真正的原因,才有可能利用代谢调控提高青蒿素的合成量.2.2 青蒿素合成前体对培养细胞中青蒿素合成量的影响为找出培养细胞中青蒿素合成水平低的原因,根据以上分析,在培养系统中加入青蒿素合成前体,观察青蒿素的合成情况.黄花蒿细胞仍采用两步培养,在第2步青蒿素合成过程中加入青蒿素合成前体青蒿酸[8].第8d 收获细胞和培养液,测定每克培养细胞(干重)的青蒿素合成量.Fig.2、Fig.3中分别展示了不同量的青蒿酸和不同处理时间对青蒿素合成量的影响.Fig .2 Effect of artean nuic acid on artemisinin bios ynth esize (2days ′treatmen t)如Fig.2所示,随着青蒿酸添加量的增加,培养细胞合成青蒿素的量递增.在固定青蒿酸添加量的情况下,培养细胞合成青蒿素的量随着青蒿酸处理时间的延长而增加,用青蒿酸处理8d 的细胞的青蒿素合成量比处理2d 的细胞的青蒿素合成量提高了 3.2倍(Fig.3).可见,添加青蒿酸和延长处理时间有利于培养细胞中青蒿素的合成.Fig .3 Effect of arteannuic acid treatment time on artemisinin biosynthesize(th e concen tration of artean nuic acid :0.1mg /L)添加前体物质可以使黄花蒿培养细胞合成青蒿素的量增加,这个结果表明:缺乏前体是阻碍培养细胞合成青蒿素的重要因素.缺乏前体是许多次级代谢产物在脱分化植物细胞中合成量低的重要原因,如在长春花(Catharanthus roseus )细胞培养中添加吲哚生物碱的前体,可提高细胞合成吲哚生物碱的量[9].因此可以通过添加前体来提高植物细胞培养过程的次级代谢产物含量.但是由于次级代谢产物非单细胞生长所必需的物质,往往可以提高目的次481第3期李弘剑等:黄花蒿培养细胞中青蒿素合成代谢的体外调节级代谢产物的有效前体本身也是次级代谢产物,如青蒿酸,其结构已非常接近青蒿素,在黄花蒿细胞中的合成水平与青蒿素接近.可见通过提高添加青蒿酸量来提高青蒿素的合成量这种方法的实际意义不大.只有利用细胞自身的调节规律,通过体外人工调节破坏黄花蒿培养细胞自身的调节过程,使得代谢向有利于青蒿素合成的方向进行,才是提高青蒿素合成量的根本.2.3 固醇生物合成抑制剂对黄花蒿培养细胞合成青蒿素的调节青蒿素合成代谢途径在法尼基焦磷酸(farnesyl py ro phosphate,FPP)之前与植物固醇代谢共有甲羟戊酸途径.在黄花蒿细胞的培养过程中添加固醇生物合成抑制剂,抑制法尼基焦磷酸到固醇合成代谢过程中的酶活性,从而抑制固醇的合成,这样就使得甲羟戊酸代谢向合成青蒿素的方向移动,促使青蒿素的合成量提高.另外,植物固醇合成代谢途径中,甲羟戊酸的合成是关键步骤[10].催化这一步骤的关键酶是3-羟基-3-甲基戊二酰Co A还原酶,该酶受游离固醇的反馈控制,游离的植物固醇可阻遏其合成,并使已存在的酶分子失活,终止甲羟戊酸的合成,从而停止固醇的合成.一旦甲羟戊酸的合成被终止,青蒿素的合成也会因缺乏前体而终止.添加固醇生物合成抑制剂可防止过量合成固醇对甲羟戊酸代谢产生反馈控制作用,保证青蒿素合成不因缺乏甲羟戊酸而终止.本实验采用固醇生物合成抑制剂双氯苯咪唑(micona zole)和氯化氯胆碱(CCC)对青蒿素合成代谢途径进行调节,促使青蒿素大量合成.青蒿素的合成是在固醇合成途径中的法尼基焦磷酸(FPP)处开始分支的.双氯苯咪唑是通过抑制FPP之后的甾醇-14脱甲基使合成固醇的前体麦角固醇的合成受阻,从而抑制固醇的合成;氯化氯胆碱是通过破坏FPP至固醇代谢中的环氧角鲨烯环化酶而使固醇合成受阻.这两种抑制剂都是破坏FPP→固醇这个过程的酶,对FPP之前的代谢途径无影响[2].黄花蒿细胞采用两步培养,培养大量细胞后,在第2步青蒿素合成过程中加入固醇生物合成抑制剂双氯苯咪唑和氯化氯胆碱,第8d收获细胞和培养液,测定每克培养细胞(干重)的青蒿素合成量.Fig.4、Fig.5中分别展示了不同量的双氯苯咪唑和氯化氯胆碱及不同处理时间对青蒿素合成量的影响.图中结果显示,黄花蒿培养细胞在青蒿素合成过程中加入固醇生物合成抑制剂,青蒿素的合成量Fig.4 Effect of s terol inhibito rs on artemisinin bios ynthe-size(2days′treatment)A:miconazole;B:CCCFig.5 Effect of s terol inhibito r treatm ent time onar temisinin biosynthesize(th e concentration of miconazole:20μg/L,the concentration of C CC:200μg/L)▲—▲miconazole;●—●CCC有了明显的提高.双氯苯咪唑的效果更为明显,20μg/L双氯苯咪唑处理细胞4d,细胞合成青蒿素的量达到1504μg/g干细胞,与黄花蒿叶中青蒿素的含量(3000μg/g干细胞)处于同一数量级;氯化氯胆碱也能促进培养细胞的青蒿素合成,但加入氯化482中国生物化学与分子生物学报15卷氯胆碱后,培养细胞的褐变非常严重,从实验结果上看,它促进青蒿素合成的效果远不及双氯苯咪唑.分析固醇生物合成抑制剂的作用机理和对黄花蒿培养细胞中青蒿素合成的促进作用,以及黄花蒿细胞代谢的自身调节规律.不难发现黄花蒿培养细胞中甲羟戊酸的代谢主流是合成植物固醇(植物固醇是植物细胞膜的组成成分,为植物初级代谢产物.),不是青蒿素,而且过量的植物固醇会抑制青蒿素的合成.Kudakasseril[2]在由黄花蒿茎制备的完整青蒿素合成酶系中,分别加入14C-FPP和14C-甲羟戊酸,都合成了14C-青蒿素,当加入固醇生物合成抑制剂后,14C-青蒿素量成倍提高.可见黄花蒿脱分化细胞和分化细胞中青蒿素的合成代谢的调控规律是一致的.这一研究结果的发现为提高黄花蒿培养细胞中青蒿素的合成量找到了一条出路,在发酵实践中可以根据青蒿素合成代谢中的自我调节规律,利用各种手段使甲羟戊酸代谢向青蒿素合成的方向移动,提高青蒿素的产量.以上研究表明:在植物脱分化的细胞培养过程中,可以首先通过激素调节次级代谢中的关键的或限速的反应[11],使次级代谢途径通畅;而后通过培养细胞的体外人工调节,破坏细胞的自我调节过程,使细胞代谢向有利于产物合成的方向进行,促使植物脱分化细胞积累大量次级代谢产物.这种生物化学领域中代谢调控的理论在微生物发酵特别是氨基酸、核苷酸生产中应用,取得了非常显著的效果.可以预料,这种理论在指导植物细胞发酵生产次级代谢产物方面也将产生巨大作用.References1 Rich ard J R.In:Dixon R A,Gonzales R A ed.Plant Cell Cul-ture Ap ractical Approach.2nd ed.London:Ox fo rd Univ ersity Press,1994:1692 Kudakas seril G J,Lam L,Staba E J.Effect of s terol inhibitorson the incorporation of14C-is open tenyl pyrophos phate into artemisinin by a cell-free s ystem from Artem isia annua tis sue cultures and plan ts.Plant Med.1987,53(3):280～2843 Guo Y,Li H J,Zhang Y.In:Teo W K,Yap M G S,Oh S K W ed.B etter Living through Innovative Biochemical Engineer-in g.Singapore:National University of Singapo re.1994:65～674 李弘剑,张毅,郭勇.药用黄花蒿培养细胞生长的研究.华南理工大学学报(自然科学版),(Li Hong j ian,Zhang Yi,Guo Yong.Studies on grow th of cultured cells of Ar temisia annua L.J South China Univ Tech(Natural Science)),1993,Suppl.Iss: 62～655 贺锡纯,曾美怡,李国凤,梁峥.青蒿愈伤组织的诱导分化及青蒿素含量的变化.植物学报(He Xich un,Zeng M eiyi,Li Gu ofeng, Liang Zheng.Callus induction and regeneration of plantlets from Ar temisia annua and ch anges of qinh aos u contents.ActaB ot Sin),1983,25(1):87～906 Nair M S R,Acton N,Klayman D L,Keeendrick K,Basile D V.Prod uction of artemisinin in tiss ue cultures of A rtemis ia an-nua.J N at P r od,1986,49(3):504～5077 Sipahimalani A T,Fulzele D P,Heble M R.Rapid meth od for the detection and determination of artemisinin by gas ch ro-matog raph y.J Chrom,1991,538:452～4558 汪猷,夏志强,周凤仪,吴毓林,黄敬坚,王执中,青蒿素生物合成的研究Ⅲ.青蒿素和青蒿素B生物合成中的关键性中间体——青蒿酸.化学学报,(W ang You,Xia Z hiqiang,Z h ou Fengyi, W u Yulin,Huang J ingjian,Wang Zhizhong.Studies on the bios ynth esis of arteannuinⅢ.Arteannuic acid as a k ey in ter-mediate in the biosynthesis of artean nuin artean nuin B.Acta Ch im Sin),1988,46:1152～11539 M o renv P R.Effect of s terpenoid precurs or feeding and elicita-tion on formation of ind oles in cell sus pension cultu re of Catha-ran thas ros eus.Plant Cell Rep,1993,12:702～70510 沈同,王镜岩.生物化学.第二版.北京:高等教育出版社(Shen Tong,W ang J ingyan.B iochem istr y.2nd ed.Beijing:High er E-d ucation Press),1991:21211 王鄂生.代谢调控.北京:高等教育出版社(W ang Es heng.Metabolite Reg ulation.Beijing:H igher Ed ucation Press), 1990:341483第3期李弘剑等:黄花蒿培养细胞中青蒿素合成代谢的体外调节 。
蓝激光前列腺汽化术记录模板
蓝激光前列腺汽化术记录模板蓝激光前列腺汽化术记录模板引言：在现代医学领域，前列腺疾病是一种常见的男性健康问题。
而其中一种治疗方法——蓝激光前列腺汽化术，成为近年来备受关注的前沿技术。
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本文将围绕蓝激光前列腺汽化术，探讨其操作流程和其中需要记录的重要要素。
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一、定义和原理1. 蓝激光前列腺汽化术的定义作为一种高级、精确度较高的手术纪录的形式，蓝激光前列腺汽化术纪录模板可以用来记录蓝激光前列腺汽化术的全过程，包括患者基本信息、手术过程、术中并发症等重要信息。
2. 蓝激光前列腺汽化术的原理蓝激光前列腺汽化术是一种以激光光源作为切割工具，通过光能传输至病变组织，产生高温等离子体，使病变组织被汽化，从而达到治疗效果的一种方法。
二、操作流程蓝激光前列腺汽化术是一个复杂的手术过程，下面将对其操作流程进行详细描述。
1. 术前准备（1）对患者进行全面的身体检查，了解患者的病史和病情。
（2）与患者进行充分的沟通和解释手术过程，并取得其同意。
2. 麻醉（1）根据患者的具体情况，选择合适的麻醉方式，保证手术期间患者的舒适度和安全性。
3. 手术切口（1）对患者进行消毒，并铺设无菌巾。
（2）通过腹壁或尿道等途径实施手术切口。
4. 手术器械和设备准备（1）准备蓝激光设备和相应的手术器械。
（2）检查器械的完好性和消毒情况。
5. 蓝激光前列腺汽化术操作过程（1）找准前列腺位置，并使用导向器引导激光器进入治疗区域。
（2）根据实际情况，调整合适的治疗参数。
（3）开始蓝激光前列腺汽化术操作，逐渐将激光光束聚焦至患者的病变组织上，进行汽化。
6. 术中并发症和处理（1）记录术中出现的并发症，如出血、感染等情况。
（2）及时处理并发症，保证手术的顺利进行。
7. 完成手术（1）对手术切口进行处理，包扎或缝合。
《天然药物化学》教案
《天然药物化学》教案一、总学时数、理论学时数、实验学时数、学分数：（一）总学时数：108学时（二）理论学时数：54学时（三）讨论学时数：6学时（四）实验学时数：48学时（五）学分数：6学分二、承担课程教学的院、系、教研室名称华中科技大学同济医学院药学院中药系天然药物化学教研室三、课程的性质和任务天然药物化学是运用现代科学理论和方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
天然药物化学是药学专业的必修专业课，学生在具备有机化学、分析化学、光谱解析、药用植物学基础知识后，通过本课程的教学，使学生系统掌握天然药物化学成分（主要是生物活性成分或药效成分）的结构特征、理化性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的生源途径、结构鉴定的基本理论和基本技能，培养学生具有从事天然药物的化学研究、新药开发和生产的能力，为继承、整理祖国传统医药学宝库和全面弘扬、提高祖国药学事业水平奠定基础。
四、所用教材和参考书（一）所用教材：国家级规划教材，吴立军主编，天然药物化学(第四版)，人民卫生出版社。
（二）参考书：1、吴寿金、赵泰、秦永琪主编《现代中草药成分化学》中国医药科技出版社。
2、徐任生主编《天然产物化学》科学出版社。
3、Nakanishi K. Natural Products Chemistry, Academic Press, New York。
第一章绪论一、学时数：6学时二、目的和要求1、掌握天然药物化学的含义、研究对象、性质与任务；2、掌握天然药物有效成分提取分离的一般原理及常用方法；3、掌握层析分离法的分类及其原理、各种层析分离要素、相关因素及应用技术；4、掌握天然化合物结构研究的一般步骤和常用方法；5、熟悉不同的生物合成途径与各类二次代谢产物生成的相关性6、了解天然药物化学的发展历史、近代研究成就及发展趋势；7、了解天然药物化学与药学相关学科的关系；8、了解天然药物化学在国民经济和药学专业中的作用和地位。
三、重点和难点1、重点：性质、任务、提取分离、结构鉴定。
鱼腥草雾化吸入的作用与功效
鱼腥草雾化吸入的作用与功效鱼腥草（Artemisia annua）是一种常见的中药植物，历来被用于治疗感冒、疟疾等疾病。
最近几年，鱼腥草的雾化吸入疗法作为一种新的治疗方式逐渐受到关注。
本文将详细介绍鱼腥草雾化吸入的作用与功效。
1. 鱼腥草的雾化吸入原理鱼腥草雾化吸入是将鱼腥草制成草本粉末后，通过雾化器将粉末转化为微细颗粒，然后通过呼吸道吸入进入人体。
这种吸入方式可以使药物直接进入呼吸道的上部和下部，并趋于周围肺组织，提高治疗效果。
2. 鱼腥草雾化吸入的作用2.1 抗炎作用研究发现，鱼腥草中含有一种称为青蒿素的活性成分，具有明显的抗炎作用。
青蒿素通过抑制炎症介质的产生，调节免疫反应，减轻炎症反应及相关症状。
雾化吸入可以使青蒿素直接作用于呼吸道黏膜，发挥更好的抗炎作用。
2.2 改善气道通畅鱼腥草雾化吸入可以有效改善气道通畅，减轻哮喘、慢性阻塞性肺病等疾病引起的呼吸困难。
鱼腥草中的活性成分能够扩张气道，减少支气管痉挛，缓解气道狭窄等症状。
2.3 抗菌作用鱼腥草中的活性成分具有显著的抗菌作用，可以抑制多种细菌、病毒和真菌的生长。
雾化吸入可以使药物直接作用于感染病灶，起到更好的抗菌效果。
尤其对于呼吸道感染引起的咳嗽、喉咙痛等症状，鱼腥草雾化吸入具有较好的治疗效果。
2.4 免疫调节作用鱼腥草中的一些活性成分可以调节人体免疫系统的功能，提高机体的抵抗力。
雾化吸入可以使这些活性成分直接作用于呼吸道黏膜和肺部组织，增强呼吸系统的免疫功能，减少感染的发生。
2.5 抗癌作用鱼腥草中的活性成分青蒿素被广泛应用于治疗疟疾，同时也具有一定的抗癌作用。
雾化吸入可以使青蒿素直接作用于肺部组织，对肺癌等呼吸道肿瘤有一定的治疗效果。
3. 鱼腥草雾化吸入的功效3.1 缓解呼吸系统疾病症状鱼腥草雾化吸入可以减轻咳嗽、喉咙痛、气短、胸闷等呼吸系统疾病引起的症状，改善呼吸困难，提高患者的生活质量。
3.2 防止感染和复发鱼腥草雾化吸入具有较好的抗菌作用，可以预防呼吸道感染的发生，同时对已经感染的疾病也能起到治疗作用。
青蒿素-合成生物学_青蒿素在合成生物学中的研究进展
优化措施： 增加基因的拷贝数、启动子修饰、密码子优化、基因替换、增加辅酶数量、优 化或平衡多基因控制的代谢途径
1.Wu W, Yuan M, Zhang Q, et al. Chemotype-dependent metabolic response to methyl jasmonate elicitation in Artemisia annua [J]. Planta Med, 2011, 77: 1048−1053.
3.3提高底物利用效率
提高青蒿素生物合成特异途径中的途径酶效率, 主要通过 两种方式：提高单个基因效率和优化平衡整条途径来实现 这个目的。 对于单个基因效率的 提高, ： 主要采取增加基因拷 贝数、密码子优化、 强启动子调控和融合 基因等方式。
对于代谢途径的平衡优化： 主要采用一种基于全局的数学 算法和生物信息分析, 如代谢 流控制分析。相对于单个基因 效率的提高, 整条代途径的平 衡优化显得更为困难和复杂, 对最终产物产量的影响也是最 深刻和直接的。
青蒿素在合成生物学中的研究进展
CONTENTS
简介:青蒿素与合成生物学
青蒿素的生物合成主要包括四大步骤 提高工程菌中目的产物产量的措施 工业化研究进展 研究展望 参考文献
Part1 ： 简介:青蒿素与合成生物学
青蒿素(artemisinin)是中国科学家于 20 世纪 70年代从传统中草药青蒿或称 黄花蒿中分离提纯的抗疟有效单体, 其化学本质是含“过氧桥”结构(1,2,4-三噁 烷环)的倍半萜内酯。
3.1通过“开源”方式增加前体供应
青蒿素是 一种Βιβλιοθήκη 半 萜, 其生物 合成包括 两部分。
上游部分 (top pathway) 主 要指倍半萜共同前体 法尼基 焦磷酸（FPP) 的形成。通过 MEP 和MVA 两条途径形成的 FPP 池可以为下游各种半萜以 及甾提供前体物质。
紫穗槐_4_11_二烯合酶及其代谢工程研究进展
紫穗槐-4,11-二烯合酶及其代谢工程研究进展孔建强, 黄勇, 沈君豪, 王伟, 程克棣, 朱平*(中国医学科学院, 北京协和医学院药物研究所, 卫生部天然药物生物合成重点实验室、中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室, 北京 100050)摘要: 紫穗槐-4,11-二烯合酶催化FPP (farnesyl pyrophosphate, 法尼基焦磷酸) 生成青蒿素前体紫穗槐-4, 11-二烯, 是青蒿素生物合成途径中的关键酶。
本文对紫穗槐-4, 11-二烯合酶的分子生物学和代谢工程研究进行了综述。
紫穗槐-4, 11-二烯合酶编码基因及其相关核酸序列已经得到了克隆。
紫穗槐-4, 11-二烯合酶cDNA全长1 641 bp, 编码546 aa。
紫穗槐-4, 11-二烯合酶最适pH范围较宽, 但需要二价金属离子作为辅酶才能发挥作用, 其产物和底物的特异性不高。
在紫穗槐-4, 11-二烯合酶作用下, FPP首先进行的是1, 6-合环, 然后是1, 10-合环, 形成紫穗槐-4, 11-二烯。
由于紫穗槐-4, 11-二烯合酶在青蒿素生物合成中具有重要的意义, 自从其基因被克隆测序后, 先后被导入E.coli、S.cereviseae、烟草、拟南芥和A.nidulans, 获得了能产生紫穗槐-4, 11-二烯的各种工程菌或细胞, 研究通过不同方式提高工程菌中紫穗槐-4, 11-二烯产量的方法。
关键词: 紫穗槐-4, 11-二烯; 紫穗槐-4, 11-二烯合酶; 青蒿素; 工程菌中图分类号: R915.1 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2009) 12-1320-08Recent advances in the study of amorpha-4,11-diene synthaseand its metabolic engineeringKONG Jian-qiang, HUANG Yong, SHEN Jun-hao, WANG Wei, CHENG Ke-di, ZHU Ping* (Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College,Key Laboratory of Biosynthesis of Natural Products, Ministry of Health of PRC & Key Laboratory of Bioactive Substances and Resources Utilization of Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education of PRC, Beijing 100050, China)Abstract: Amorpha-4,11-diene synthase (ADS) can convert farnesyl pyrophosphate (FPP) to amorpha-4, 11-diene, a precursor of artemisinin. ADS plays an important role in the biosynthesis of artemisinin. This review summarizes the molecular biology and metabolic engineering study of ADS in recent years. The genomic DNA and its cDNA sequences of amorpha-4, 11-diene synthase were cloned from Artemisia annua L.The cDNA encoding amorpha-4, 11-diene synthase contains a 1 641 bp open reading frame coding for 546 amino acids. ADS shows a broad pH optimum and an absolute requirement for divalent metal ions as cofactors. The specificity of ADS to the substrates and products is not high and the formation of amorpha-4, 11-diene by ADS from FPP is achieved by an initial 1, 6-closure with subsequent 1, 10-closure. The ADS cDNA cloned from Artemisia annua L, or totally synthesized by PCR, was introduced into different hosts including E. coli, S. cerevisiae, Nicotiana tabacum L. Arabidopsis thaliana and A. nidulans resulting in varied engineering microorganisms and cells producing amorpha-4, 11-diene. The way to improve the production of amorpha- 4, 11-diene was investigated by two strategies such as improving the supply of substrate and directing FPP flux to amorpha-4, 11-diene production from competing pathways.收稿日期: 2009-04-01.基金项目: 科技部“863”重点项目资助项目 (2007AA021501); 国家自然科学基金资助项目 (30701061); 北京市自然科学基金资助项目 (7082063);教育部博士点新教师基金资助项目 (20070023077); 药物所基本科研业务费 (2006QN05) 资助项目.*通讯作者Tel: 86-10-63165197, Fax: 86-10-63017757, E-mail: zhuping@Key words: amorpha-4, 11-diene; amorpha-4, 11-diene synthase; artemisinin; engineering microorganism青蒿素是从中药青蒿中提取出来的抗疟药物[1], 同时, 还有抗肿瘤等作用[2, 3]。
青蒿素生物合成
青蒿素生物合成10生物技术（2）班曾庆辉201024112211青蒿素是我国科研人员从传统中医药黄花蒿中提取出来并自主研发的一种抗疟疾特效药[1]。
20世纪70年代，我国科技工作者从黄花蒿中分离提纯出一种抗疟活性单体——青蒿素，以后又确定了它的分子结构和构型。
1986年我国自主研发的蒿甲醚油针剂、青蒿琥酯钠盐的水针剂以及青蒿素栓剂等抗疟疾药作为一类新药在我国批准生产。
1995年蒿甲醚率先被收入国际药典，这是我国首次得到国际认可的自主研发新药。
目前，青蒿素系列抗疟药已有5种新药(青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素、复方蒿甲醚)共9种剂型上市并在世界各国销售，每年挽救了数百万重症疟疾患者的生命。
除了独特的抗疟作用外，青蒿素系列药物还具有抗血吸虫、肺吸虫、红斑狼疮、皮炎以及免疫调节，抗流感等多种疗效[2]。
但是，目前国际抗疟药市场上青蒿素类药物只占有很少的份额，其原因主要在于青蒿素原料缺乏。
由此，有研究者另辟蹊径，设想通过生物合成青蒿素。
时至今日，青蒿素的生物合成已经取得一定进展，介绍如下：早在20世纪80年代，中国科学院上海有机化学研究所汪猷院士领导的研究小组就利用放射性同位素标记的2-14C-青蒿酸与青蒿匀浆(无细胞系统)保温法证明，青蒿酸和青蒿 B 是青蒿素的共同前体[3]。
青蒿素生物合成途径仅见于青蒿，但其“上游”途径为真核生物所共有，可望通过“下游”途径重建，在真核微生物(如酵母)中全合成青蒿素。
过去10年来，青蒿素合成基因被国内外研究团队陆续克隆并导入酿酒酵母细胞，已成功合成青蒿酸及双氢青蒿酸等青蒿素前体。
由于酵母缺乏适宜的细胞环境，尚不能将青蒿素前体转变成青蒿素。
因此，青蒿依然是青蒿素的唯一来源，凸显出继续开展青蒿种质遗传改良的必要性。
同时，青蒿素生物合成的限速步骤尤其是终端反应机制已基本得到阐明，有助于开展青蒿素形成与积累的环境模拟及仿生，从而为彻底缓解青蒿素的供求矛盾创造先机[4]。
新生儿败血症
病因及发病机制(Etiology and pathogenesis)
3、特异性免疫功能(Specific immune function)：
⑴新生儿体内IgG主要来自母体，且与胎龄相关，胎龄越小，IgG含量越低， 因此早产儿更容易感染(IgG in neonatal mainly comes from the mother and is related to the gestational age. The smaller gestational age is, the lower IgG content is, so premature infants are more susceptible to infection)。
⑶由于未曾接触特异性抗原，T细胞为初始T细胞，产生细胞因子的能力低 下，不能有效辅助B细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞和其他细胞参与免疫反应 (Since they have not been exposed to specific antigens, T cells are primary T cells with a low ability to produce cytokines and cannot effectively assist B cells, macrophages, natural killer cells and other cells in the immune response)。
⑸单核细胞产生粒细胞-集落刺激因子(G-CSF)、白细胞介素8(IL-8)等细胞 因子的能力低下(The ability of monocytes to produce granulocyte-colony stimulating factor (g-csf), interleukin 8(il-8) and other cytokines is low)。
青蒿素的合成与应用研究综述
青蒿素的合成与应用研究综述1.引言青蒿素（Artemisinin）是一种从青蒿（Artemisia annua）中提取的天然化合物，具有广泛的抗疟疾活性。
它以其独特的化学结构和优异的药理特性在医药领域引起了广泛的关注。
本文旨在综述青蒿素的合成方法及其在药物学和生物学领域的应用研究进展。
2.青蒿素的合成2.1 生物合成青蒿素作为一种自然产物，其生物合成机制备受关注。
在青蒿植物中，青蒿素的合成主要通过青蒿素合成酶（Artemisinin Biosynthesis Enzyme）催化一系列反应而完成。
近年来，通过对青蒿素合成途径的研究，人们对青蒿素的生物合成机制有了更深入的了解。
2.2 化学合成除了生物合成外，人工合成也是青蒿素的重要合成途径。
在化学合成领域，不断有新的工艺和方法被开发出来，使得青蒿素的合成更加高效和可持续。
其中，以鲁特维（Lourteig）法和威廉森（Williamson）合成法为代表的合成方法成为了青蒿素的主要制备途径。
3.青蒿素的应用3.1 抗疟疾活性作为一种天然的抗疟疾药物，青蒿素和其衍生物展现出了广谱和强效的抗疟疾活性。
青蒿素通过与疟原虫的铁离子相互作用，抑制其生命周期，进而消除感染。
该药物对于疟疾的治疗和预防具有重要的意义。
3.2 抗癌活性除了抗疟疾作用外，青蒿素也显示出潜在的抗癌活性。
研究表明，青蒿素及其衍生物在肿瘤细胞中可以诱导细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
这些发现为青蒿素在肿瘤治疗中的应用提供了新的思路和可能性。
3.3 其他应用除了抗疟疾和抗癌活性外，青蒿素还具有抗病毒、抗寄生虫、抗菌和抗炎等作用。
它在临床医学中也被应用于治疗其他疾病，例如肝炎、天花等，为相关领域的研究和药物开发提供了方向。
4.青蒿素的局限性和未来发展青蒿素作为一种天然药物，具有许多优势，但同时也存在一些局限性。
首先，其化学结构复杂，合成难度较高。
其次，由于广泛的使用，青蒿素抗药性的出现令人担忧。
青蒿素的性质及合成
青蒿素性质及合成方法院系：化工学院专业：应用化学学号：姓名：指导老师：2016/1/12摘要：青蒿素是目前治疗疟疾的特效药。
本文对自青蒿素发现以来的最新研究进展进行了比较详尽的综述。
内容包括：青蒿素的特性，青蒿素的合成，青蒿素的生物合成，青蒿素衍生物。
关键词：青蒿素；合成方法；青蒿素衍生物Abstract：The recent research advances in artemisinin, the most effectiveweapons against malarial parasites have been reviewed. An overview is given on artemisinin research from the following aspects： sources ofartemisinin,synthesisof artemisinin, biosynthesis of artemisinin, analogs of artemisinin and artemisinin production from plant tissue cultures。
Key words：artemisinin，synthesis，artemisinin derivatives目录1、前言………………………………………………………………2、青蒿素的基本性质………………………………………………（1）分子结构…………………………………………………………（2）理化性质…………………………………………………………（3）药动力……………………………………………………………（4）提取工艺…………………………………………………………3、合成方法…………………………………………………………（1）全合成…………………………………………………………（2）半合成…………………………………………………………（3）生物合成………………………………………………………4、衍生物…………………………………………………………5、抗癌功能…………………………………………………………6.结论………………………………………………………………1前言：青蒿素是中国学者在20世纪70年代初从中药黄花蒿( Artem isia annua L1 )中分离得到的抗疟有效单体化合物,是目前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物, 对恶性疟、间日疟都有效, 可用于凶险型疟疾的抢救和抗氯喹病例的治疗。
Unit 1 People of achievement Reading高中英语人教版选择性必修一
While – reading 1. Summarize this paragraph in one sentence.
para.1
This years Nobel Prize for Physiology or Medicine has been awarded to Tu Youyou (co-winner), whose research led to the discovery of artemisinin, a crucial new treatment for malaria. Artemisinin has saved (hundreds of thousands of ) lives. and has led to improved health for millions of people. Over 200 million people around the worid get malaria each year, and about 600， 000 die from it, Artemisinin has become a vital part of the treatment for malaria, and is thought to save 100.000 lives a year in Africa alone.
Tu Youyou
Tu Youyou, born in 1930 in Ningbo, has been a pharmacologist at the China Academy of Chinese Medicine Science since 1965, engaging in research of the combination of TCM and WM. TCM: traditional Chinese medicine WM: western medicine
青蒿素的制备
青蒿素(酸) 含量
培养时间
提纯方法
胞体干重4.5%
4-5天 简单
地上部分干重 0.16% 数月 复杂
总之，转基因酵母菌珠的单位生产效率比青蒿高了近 两个数量级。
THE END
Thank you！
940943高度特异的简并引物青蒿毛状体细胞的互补dna库pcr凝胶凝胶电泳回收等电泳回收等几个特定的p450片段一个青蒿p450基因片段与之对应的mrna完整p450cdnacyp71av1rtpcr转录blast分析法将这些片段与分析法将这些片段与向日葵和莴苣的向日葵和莴苣的ests比对s比对我们惊奇地发现有一个青蒿p450基因片段与来自以上基因片段与来自以上两种植物的未知功能两种植物的未知功能ests序列非常相似序列非常相似青蒿素酸含量胞体干重45地上部分干重016培养时间45天数月提纯方法简单复杂总之转基因酵母菌珠的单位生产效率比青蒿高了近两个数量级
代谢工程：通过基因工程的方法，人为在DNA分子水 平上，改变和控制细胞的代谢，使目的产物大量生成。 即利用重组DNA技术，对生物细胞内固有代谢途径进 行定向改造，赋予细胞新的代谢途径或增强已存在的 代谢途径，尽可能的提高目的代谢产物的代谢产率。
与青蒿一样，酵母是真核生物、 存在糖酵解过程以及甲羟戊酸 途径，但是酵母的生长代谢速 率较青蒿要高出许多，而且其 培养条件容易控制。所以相比 青蒿，酵母体内合成更高效、 高产。
2 J D Keasling. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast.Nature,2006, 440:940-943
3 P Covello. Molecular cloning of an aldehyde dehydrogenase implicated in ar temisinin biosynthesis in Artemisia annua . Botany, 2009, 87: 635–642
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Biosynthesis of artemisinin
-------生物0901 陈礼姣 张澜琼
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Artemisinin --------/Las kerAward-Chinese
今年的拉斯克－狄贝基临床医学研究奖 (Lasker DeBakey Clinical Medical Research Award) 授予了中国科学家屠呦呦，以表彰她在青 蒿素 (artemisinin) 的发现及其应用于治疗疟疾方面所做出的杰出贡 献。这一医学发展史上的重大发现，每年在全世界, 尤其在发展中 国家, 挽救了数以百万计疟疾患者的生命。
自屠呦呦和她的同事从中草药植物青蒿 (Artemisia annua L) 中发现了青蒿素 (artemisinin) 之后，人们已合成许多青蒿素 衍生物，其中包括活性比青蒿素更好的双氢青蒿素 (dihydroartemisinin)。为了保护这一重要的抗疟药，将青蒿素 与另外一种药物组成的复方疗法是当今唯一推广使用的治疗 方案。根据青蒿素的抗疟活性有赖于它的过氧桥这一特点， 在未来我们也许能合成出更多新的抗疟药。
Find history 1、“523项目 带来的希望 、 项目”带来的希望 项目 Due to the 美越战争，爆发了疟疾，北越政府向中国求助。在毛和周的指示下成立 美越战争，爆发了疟疾，北越政府向中国求助。 了60多个研究机构和单位的500多名研究人员参与 的523项目 1969年1月，屠呦呦被任命为北京中药研究所523课题 组的组长,领导对传统中医药 文献和配方的搜寻与整理。 1981年10月，屠呦呦在北京代表523项目首次向到访的世界卫生组织研究人员汇报 了青蒿素治疗疟 疾的成果 (Tu, 1981)。 2、从古药方到现代药物 在调查和收集过程中，屠呦呦和她的课题组成员筛选了2000余个中草药方并整理 出了640种抗疟药方集。他们以鼠疟原虫为模型检测了200 多种中草药方和380多个 中草药提取物。在研究中他们发现青蒿提取物 (一种菊科艾属植物，学名为 Artemisia annua L.) 对鼠疟原虫的抑制率可达68% 改用乙醚低温 提取后, 研究人员如愿获得了抗疟效果更好的青蒿提取物。 进一步去除了青蒿提取物中不具抗疟效果的酸性部分但保留了毒性低抗疟力 改善 的中性部分 1971年10月进行的鼠疟测试实验中他们发现，这种中性的青蒿提取物 (编号191#) 对鼠疟原虫的抑制率达100%。 另外两个团队 (云南药物研究所的罗泽渊和山东省中医药研究所的魏振兴等) 通过 使用屠呦呦提供的信息和提取方法,很快就从当地的黄花蒿A. annua L. (译者注：A. annua L是叫黄花蒿或青蒿还有争论) 中提炼出了具有良好的抗鼠疟原虫效果的纯青 蒿晶体。