生物转化技术在中药研究中的应用

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中药材 种类 为例 ,分 别从 侧重 于改 变 主要成 分 含量 、
叶包置篮中,待生黄衣 ,晒干用 ,谓之半夏 曲” 。 即用天然的混合菌群处理半 夏 ,伴 以其他 中药作为
辅料 ,在发 酵 过 程 中使 它们 共 同成 为药 性 基 质 ,最
终 发酵 形成 具有 一定 功效 的以半 夏为 主 的炮 制 品 ( 半 夏 曲 ) 。
取法 相 比提 高 了 10 。 0%
霉菌对毒性较强 的马兜铃酸 A A )和马兜铃酸 B (A ( A6 A )进 行 转 化 研 究 ,结 果 发 现 ,发 酵 液 中 主要
的转化 产物是 A 的去 甲基 化物 ( A ) A A a ,该产 物
与 报道 的哺乳 动 物 在 摄 人 A 后 尿 中发 现 的 一 种 A
有 研究 报道 显示 ,生 物 转化 技 术 不 仅 能 改 变 中 药 中主要 成 分 的 含 量 、活 性 物 质 的结 构 ,扩 大药 源
范围 ,亦能对有毒 中药进行持效减毒 J 。但关 于
转 化机 制研 究则 尚未 成 熟 ,需 要 努 力 挖 掘 其 中的关 键 酶及 代谢 过程 ,才 能搞 清楚其 转 化 的过程 及 规律 , 从 而完 善生 物 转 化技 术 的理 论 及 应 用 。本 文 以部分
2 2有 机 酸类 .
示发酵能使大黄中的结合型蒽醌转化为游离型蒽醌 ,
从 而缓 解大 黄 的泻下作 用 。 三七 的根 中有效 成分 为皂 苷 。L 等 采 用 枯 草 i
芽 孢杆 菌对 三 七 根 进 行 发 酵 ,结 果 发 现 ,发 酵后 的
三七 中含有 发 酵前 三七 根 中所 没有 的人参 皂 苷 R h,
较大 。
雷公 藤去 皮 的根 所 含 主 要 有效 成分 和有 毒 成 分 为雷公藤 甲素 、雷 公 藤 内酯 酮等 内酯 化 合 物 。 叶敏
刘 高强等 _ 1 采用 微生 物 转 化法 对斑 蝥 素 进行 结 构改 造研 究 ,发 酵 结 束后 ,采 用 毛 细 管气 相 色 谱 法 对药 用真 菌培 养 液 中斑 蝥 素 的含 量 进 行 了测 定 ,结
药 材 五倍子 中主要含 有鞣 质 、没食 子 酸 等物 质 。 鞣 质 经过 肠 道 时 会 与 蛋 白质 结 合 而 降 低 药 物 作 用 。 为 了克 服这 一 缺 点 ,郑 利华 等 采 用 含 有 根 霉 菌 和 L赖 氨酸等 的 酵 曲发 酵 五 倍 子 ,形 成 更 多 的 L赖 氨 . 一 酸 。由于 L赖 氨酸 能促 进 胃肠 道黏 膜 吸 收食 物 中的 蛋 白质 ,有 效 地 避 免 鞣 酸 在 胃肠 道 内竞 争 性 消 耗 , 从而 提高 了 五倍 子 的 收敛 作 用 。瞿燕 等 通 过对 五
酸转化为香兰素 ,研究结果显示 ,链 霉菌 L9 6能 13 够将 6gL ・ 阿魏酸转化为 20 ・ 香兰素 ,相应 .2gL 的摩尔转 化率 为 4 .7 。 29 % 此外 ,赵丹等 _ 究 观察 了 10种 真 菌对 丹 参 2研 2 5
酚 酸 B进行 的转 化 ,结 果 发 现一 株 真 菌 可 高产 率 转
1 生 物转化 技 术对 中药 主要成分 含 量的 改变
1 1植 物药 .
实质是利用微生物体 内的酶对外源化合物进行催化 反 应 。微生 物种 类 繁多 ,分 布 广 ,繁殖 快 ,易变 异 ,
对 自然 环境 的 变 化有 极 强 的 适应 能力 ,含 有 丰 富 的 酶 。利 用微 生物 及 其 产 生 的酶 进 行 生 物 转 化 能 够 产

3・
21 0 2年 2月 第 1 4卷
第 2期
中国现代 中药
M dm h eeM dc e o e C i s eii n n
Fb 0 2 o.4 N . e .2 1 V 11 o2
倍 子生品 、发酵 品 中没食 子酸 的含量测 定 ,发 现发 酵
2 生物转化 技术对 单 一化合 物 的结构转 化 2 1生 物碱类 . 士 的宁是 马钱 子 成 熟 种 子 的 主要 毒 性 成 分 。潘
[ 关键 词] 生 物转 化 ;中药 ;单一成分 ;药源 ;持效减毒
生 物 转 化 ( i rnfr t n) Bo a s ma o ,也 称 生 物 催 化 t o i
化 J ,是 利用植 物 、植 物 组 织 培 养 体 或 从植 物体 系 提取 的酶进行 的生 物 转 化 ,能 够 用 来 进 行 生 物转 化 的底 物种 类 众 多 ,几 乎 包 括 所 有 的 天然 产 物 ,如生 物碱 类 、香 豆素 类 等 ,一 些 合 成 产 物 也 可 以进 行 生 物转 化 j 。植 物生 物 转 化 系 统 与微 生 物 生 物 转化 系 统相 比 ,生物 量 倍 增 时 间 长 ,产 生 酶 的 种类 较 少 且 量也 较低 。但 植 物 生 物 转 化 亦 有 其 独特 之 处 :植 物 中有 许 多独 特 的 酶 ,而 微 生 物 中不 具有 ,它们 可 以 催 化一 定 的反应 生成 许 多 复 杂 的化 合 物 ,甚 至是 新
生许多有用 的化合物 J 。该方法具有生物量倍增时
间短 ,微 生 物 的基 因 操 作 方 法 已广 泛 建 立 等 优 点 。 以 微 生 物 转 化 技 术 为 先 导 建 立 起 来 的 植 物 生 物 转
[ 基金项 目] 江苏高校优势学科建设工程 资助项 目( sk2 1 ) yx - 0 0 [ 通讯作者 ] 陈建伟 ,T l 0 5 5 16 5 — al hnw 9 @16 cn e:(2 )8 8 19 ,Em i:c ej6 5 2 :ol
刘莹等 l 用 2 1 利 5种 真 菌 对 齐 墩 果 酸 进 行 生 物 转化 ,经 H L P C检 测 ,发 现 其 中有 5种 真菌 对 齐墩
说 明它是通 过发 酵 由其他成 分转 化而成 的。 甘草经 加工 后产 生 大量 残 渣 。李 艳宾 等 ¨ 研 究 菌种 发酵处 理对 甘草 渣 中黄 酮类 化 合物 提取 的影 响 ,
2 3内酯 类 .
斑蝥 素是 昆 虫类 中药 斑 蝥 体 内 的有 毒 物 质 ,亦 是斑 蝥抗 癌 作 用 的 主 要 有 效 成 分 。 临 床 研 究 表 明 ,斑 蝥 素 有 显 著 的 抗 癌 作 用 ,对 肝 癌 、食 道 癌 、 胃癌 、肺 癌等 均 有 抑 制效 果 ,但 斑蝥 素 的毒 副 作 用
[ 要] 摘 近年来 的研究 表明 ,生物转化技术不仅能改变 中药 中主要成分 的含量 、活性物质 的结构 ,扩 大药源
范 围,亦能对有毒 中药进行持效 减毒。本 文以部分中药材种类为例 ,分别从侧重 于改变 主要成分含量 、改变 单一化
合物结构 、扩大药源 和对有 毒中药持效减毒等方面介绍生物转化技术在 中药研究 中的应用 。
化 合物 。
( i a ls ) Bo tyi ,是 利 用 植 物 离 体 培 养 细 胞 或 器 官 、 ca s 动物 、微 生物 及 细 胞 器 等 生 物 体 系 对外 源 底 物 进行 结构 修饰 而 获 得有 价 值 产 物 的生 理 生 化 反 应 ,其本 质是 利用 生 物体 系本 身 所 产 生 的酶 对 外 源 化 合 物 进 行 的酶催 化反 应 。它具 有反 应 选 择性 强 、条 件 温 和 、 副产 物少 、环 保 和 后 处 理 简 单 等 一 般传 统炮 制方 法
品中没食子酸 的含 量高 ,抗菌和祛 痰作 用强于生 品。 大黄 中结合 型蒽醌 是泻下 作 用 的主 要有 效成 分 , 游 离 型 蒽 醌 泻 下 作 用 极 弱 。戴 万 生 等 _ 1 酒 精 酵 叫用 母 、面包酵 母对 大黄进 行 分别 发 酵 1 6d后 ,结合 型 蒽 醌含 量 明显 降 低 ,游 离 型 蒽 醌含 量 大大% ,高于其他几种方法 。 .7
表 明 ,生 物发 酵 法 对 银杏 叶 黄酮 的作 用 明显 ,能 够
提高 银杏 叶黄 酮 的含 量 。
12动物 药 .
化 丹参 酚酸 B,转 化 后得 到新 的酚 酸 类 活 性 物 质 原 紫 草 酸 。马 晶 等 采 用刺 囊 毛 霉 A 33 5 S .4 0对 甘 草 次 酸进行 微 生物 转 化研 究 ,生 成 的 主产 物 经 分 析 鉴 定为 7一 J羟基 甘草次 酸 。 B l
所不能 比拟的优 点,并 且可 以进行传统化学合成所
不 能或很 难进 行 的化学 反 应 J 。 生 物转化 技 术 与 中药 历 史 渊 源 已久 ,隋 唐 时 期 就 出 现 了 中药 发 酵 初 级 产 品— — “ 曲 ” 。 生 物 神 转化 技术 应用 于 毒性 中药 的炮制 古 已有 之 。《 草 纲 本 目》 日 : “ 夏 研 末 ,以 姜 汁 、白矾 汤 和 作 饼 ,楮 半
扬 等 ¨ 过真 菌 发 酵 技 术 对 马 钱 子 进 行 生 物 转 化 , 通 发 现所 产生 的药 性 菌 质 中 马钱 子 类 生 物碱 成 分 发 生 了质和 量的 明显变化 ,并 在 生物碱 H L P C图 中可看 出 多个含量变化较 大的或新产 生 的未知成 分 。结 构鉴定 表明 ,士 的宁 、马钱子碱都被转化 为各 自氮氧化物 。
代谢 产物结 构相 同。 天 然 香 兰 素 一 直 是 香 精 香 料 行 业 关 注 的重 点 。 董 长颖等 _ 通过 研究 发现 ,链 霉 菌 L 96能将 阿 魏 2 q 13
陈易彬 等 L 用 湿热 法 、氧 化 法 、生物 发 酵 法 1 采 等方 法对银 杏 叶进行 处 理 ,考察 不 同 的处 理 方 法 对 提取 银杏 叶黄 酮 含 量 的影 响 ,结果 生 物发 酵 法 所 得
结果 表 明 ,与 乙 醇 直接 提 取 法 相 比 ,经 微 生 物 发 酵
果酸有转化 ,测得的转化率分别为 5 .% 、 9 7 、 6 2 6 .%
7 . % 、8 . % 、8 . % 。 7 9 16 30
关木通 的茎 藤 等含 有 马兜 铃 酸 ,这 类 物 质 具 肝 ‘ 性和致 癌作 用 。郭永 超 等 选 取 短 刺小 克 银汉 肾毒
处理 能有 效 提 高 甘 草 黄 酮 的 得 率 ,其 中经 白腐 菌 、 纤维 素 分 解 菌 发 酵 后 黄 酮 得 率 分 别 为 0 8 % 、 .9 0 8% ,比乙醇 直接 提取法 的黄酮 得率 (.6 ) 提 .7 06 % 高 了 3.5 、3.2 ; 白腐 菌 与 纤 维 素 分 解 菌 混 48 % 18% 合发 酵处 理 ,黄酮 得 率 达 到 13 % ,与 乙醇 直 接 提 .2
21 0 2年 2月
第1 4卷
第 2期
中国现代 中药
Moe C i s ei n d m hn eM dc e e i
F b 0 2 V 11 N . e.2 1 o.4 o2
生 物 转化 技 术 在 中药研 究 中的应 用△
邱 海龙 ,陈建伟 ,李祥 ( 南京 中医药大 学 药学院,江 苏 南京 2 0 4 ) 10 6
改 变单 一化 合 物结 构 、扩 大 药 源 和对 有 毒 中药 持效
减 毒等 方面介 绍 生物转 化技 术在 中药研 究 中 的应用 。
生 物转 化体 系 分 为 微 生 物 生 物 转 化 系 统 及 植 物 生物 转 化系 统 。微 生 物转 化 是 以 细 菌 、霉 菌 等 微 生 物 为体 系对 外 源 底 物进 行 结 构 修饰 的化 学 反应 ,其
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