吕华鹰

王建锋

苏文金

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微 生 物 学 通 报 年了岭 必 灼专论与综述肠 。 、植物内生真菌产紫杉醇的研究王建锋 吕华鹰厦门大学生物学系 厦门苏文金关键词 紫杉醇,内生真菌,抗肿瘤中图分类号 文献标识码 文章编号 一 刁 刁 刃紫杉 醇,商 品名 最早是 由美 国划 等于 年分离 自短叶红豆杉 。, 如的茎皮部,具有独特的抑制微管解聚和稳定微管的作用,对多种临床恶性肿瘤具有突出的疗效,是近年来发现的最重要 的抗肿瘤药物之一。随着紫杉醇的需求量日益增大,寻找紫杉醇的新来源 已成为 当务之急,如化学合成紫杉醇的研究,以 一去乙 酞巴卡亭 为原料半合成紫杉醇,利用红豆杉细胞培养技术生产紫杉醇等,但 目前尚不具备实用价值。自发现了产紫杉醇的植物内生真菌以后叫,用微生物发酵生产紫杉醇为解决紫杉醇药源危机提供了的一种新途径。本文介绍植物 内生真菌产紫杉醇的研究进展。寻找产紫杉醇的微生物年,蒙大拿州立大学植物病理系有机化学家博士从短 叶红豆杉 的韧皮部分离到一株能产紫杉醇的真菌 劝娜 价‘ 。等人用质谱、免疫化学、色谱 和 放射性化学标记等方法证明了 朋 周培养物中存在紫杉醇及其类似物,其 中紫杉醇的含量为 一】。除 了 短 叶红豆 杉外,云 南 红 豆 杉 。夕,西 藏 红 豆 杉 几测 、,南 方红豆杉 。 脚 等红豆杉 植物 内生真菌产紫杉醇的研究均有报道 卜 幻。除 了红豆 杉植物外,等还从 劝等裸柏的树皮、韧皮部和木质部 中都分离到了,其中有些菌株能够产生紫杉醇,产量为 一 ,。提高真菌产紫杉醇产 的途径影响蒙杉醉产 的因索 等以分离 自的 尸 一 胡 晚一 为实验菌,以标准的 培养基为基础培养基系统地研究了培养基中各种成分对紫杉醇产量的影响,, ,’,, , 。 , ,, 刁 ’乓,·,· , ·从·从,心。结果表明用酒石酸钱或蛋白脉作 源时,一 生长较好,紫杉醇的产量也明显 比用亮氨酸、甘氨酸或丝氨酸作 源时要高、和的最适浓度分别为,和 当培养基中磷酸钠含量较低 协 时,紫杉醇的产量 比对照增高倍 。】 由于每种真菌都具有各 自的特性,应针对不同的真菌选择合适的培养基,探索发酵的最佳条件。酶抑制因子 , 对紫杉醉产 的影响 等在膝 中添加 的酶 抑 制 剂 硫 酸 氧 矾 后,尸脚 卜七一 发酵液中紫杉醇的含量从 “ 增加到 “,而其它 酶抑制剂 ‘、叼和 对该菌的紫杉醇产量的影响不明显日。酶抑制剂硫酸氧矾提高 卜殆 发酵液中紫杉醇产量的具体机制尚不清楚,推测该抑制剂可国家教育部博士点基金资助课题收稿日期 一 佗,修回 日期 刃 一年 微 生 物 学 通 报· ·能抑制了合成紫杉醇所需的某些酶的 的降解,从 的成分很难确定,而且真菌 自生和共生条件下,其代谢而使紫杉醇的合成量增加。途径可 能会有所差异,这方面 的研究还有待更深人的在培养基中添加合成紫杉醇的前体物 有关研究 进行。指 出,红豆杉树 中有关紫杉醇及有关类似物的生物合 微生物生物转化合成紫杉醇成 首 先 是 其 共 同 的 二 菇 前 体 物 ’ 等叫从云南红豆杉 翔 树经环化作用成为 犷, 一 , 皮中分离出 多株 内生真菌,并从中筛选出 株能够再经与氧化为主的修饰作用最后生成 川,全过程 有选择地将 一 解 一 一 和 介估计有十多个不 同的酶促反应步骤。乙几 等用放射 乙 酞 化 和 差 象 异 构 化 的 真 菌性同位素标记的前体物进行喂饲实验,结果表明紫杉 以万‘,印 和 刀醇的紫杉烷三环二菇骨架来 自甲经戊酸,乙 酞基来 自。他们在 口,发酵 的发乙 酸,而 ” 位酷基侧链 中 伙 《 卜 来 自 酵液 中添加一定量的起始物 , 继续发酵 , 结苯 丙 氨 酸 〔叭 等 的 研 究 表 明 苯 丙 氨 酸 是 大 果 从 发 酵 液 中 得 到 于,于 即占 如 。 合成紫杉醇的前体,而亮 氨酸却不是 ,,虽然 砂 和 一 妙 在 注 的发酵等用【 苯丙氨酸、曰 亮氨酸及【一 乙酞 液 中添加一定量 的起始物,结果得到另外 种化合钠作为前体喂饲短 叶红豆杉无菌小树皮块,证明苯丙 物 一 即 一 一 ‘ 吐、一氨酸、亮氨酸和 乙酸钠都是紫杉醇前体〔”】,这表明植物 一 二 和, 一 一 一和真菌合成紫杉醇的途径可能不尽相同。等。该实验为微生物转化生成紫杉醇提供了依据。在 中添加 协 的苯甲酸钠后,尸 口 利用特定的微生物在发酵过程 中产生特异性酶催化紫一 发 酵 液 中紫杉 醇 的含量 从 住 陀 增加到 杉醇前体物 或 定向生成紫杉醇从原理上讲是可行此 ,,随着紫杉醇生物合成途径 的逐渐明了,在 的 等 曾成功地 用 嘛 化学半培养基 中添加紫杉醇前体物,有望大幅度提高微生物 合成紫杉醇过程中,得到 比紫杉醇抗癌活性更高、水溶合成紫杉醇的产量。性更好的紫杉菇。因此,微生物转化法不仅在培养基中添加代谢产物合成抑制剂 真菌的次 可 用于紫杉醇的合成,亦可用于对紫杉醇的类似物进级代谢产物是十分丰富多样的,如果弄清楚紫杉醇与 行基团修饰以获得更高活性的新化合物。其他次级代谢物合成之 间的关系,对于人为抑制其他 植物与内生真菌的生态学问题次级代谢物的合成,促进紫杉醇的生物合成具有很重 植物 内生真菌是植物微生态系统 中的天然组成要的意义。尸 掩一犯在培养过程 中会产生 成分,在进化过程 中与宿主建立 了和谐的联生 关系,大量的麦角 幽醇,一,甚至在培 其次生代谢产物是十分丰富的。找到产紫杉醇的真菌养基的表面形成结晶,因此在培养基 中添加麦角 街醇 的事实,很充分地说明保护生态系统中生物多样性是合 成 抑 制 剂 有 可 能 抑 制 其 合 成,使 触一’ 非常必要 的。当然,这些 紫杉醇产生菌是 由于 共进化更多 的 向合 成 紫杉 醇 的 方 向转化。作用还是 由于基因转移而获得产紫杉醇的代谢机制,等在 只 。 一 培养 一 的发酵中 到 目前为止还是个生态学的谜 推测真菌产生紫杉醇添加 的,再培养,其紫杉醇 的代谢机制能够促使紫杉更好地适应其生态环境 同含量 比单用 创吝养基发酵提高 倍。时,红豆杉属的 内生菌株可能通过生产和耐受紫杉醇寻找特殊的 菌调节剂 在许多微生物与植物的 以便在与宿主关系中更好地模拟它的寄主的化学环互作体系统中,宿主植物中某些极微量的化合物对微 境,加强 了竞争能力,从而有利于它们的生存与进化。生物产生 目的产物是必不可少的,它 可启动微生物中 真菌是地球生物中最大的类群,可是人们对它们还知的某些遗传功能,从而促进某些遗传产物的合成。因而 之甚少,其中 甚至还没有加 以分类。从真菌中发可考虑在培养基 中添加红豆杉的树皮或针叶等,有可 现紫杉醇等抗癌药物应能促使真菌学得到更大的资能刺激真菌产紫杉醇产量的提高。但是这些添加物中 助和发展微 生 物 学 通 报一年结束语尽管植物 内生真菌产紫杉醇的研究取得 了相 当进展,但 目前为止还未达到工业化生产的要求,即紫杉醇的产量要达到 以 上。除 了上述提到的提高真菌紫杉醇产量 的途径外,还 可 以 产紫杉醇能力较强 的真菌作为出发菌株,诱变育种或用基 因工程手段进行改造,并从中筛选出高产的菌株用于工业化生产。相信在不久 的将来,人们能够很好地利用微生物解决紫杉醇的来源危机。【 〕邱德 有,黄美娟,方 晓华等 真菌学 报, ,一, , ,,吕华鹰 胡志钮,黄耀 坚等 厦 门市科学技术协会第二届青年学术年会暨中国科协第三届 青年学术年会卫星会议论文集 厦门 厦门大学出版社, ,一 , , 诵,,一, 一 民 斑, ,, ,优,一,此 ,,一, , 一,,城, ,一几参 考 文 献,,,︸‘且,,,气乙’, , 了、, ,一两, , 一 ,,一庆 ,,〔记 们, ,一, , ,一,,、,、︺月片只中酵母 聚合酶 转录活性的调控研究进展曹 雪山东聊城师范学院生物系松聊城关键词 聚合酶,转录,阻遏蛋 白中图分类号 文献标识码 文章编号 一 刁 一 一真核生物基 因转录 活性 的调控过程 十分复杂,许多蛋 白质在这一过程中发挥作用。酵母中对 聚合酶 转录活性的调控可分为以下 种类型 阻遏物的直接抑制作用 阻遏物的间接抑制作用 激活物的直接活化作用 激活物 的亚细胞定位调节作用。本文拟就近来酵母中 聚合酶 转录活性的上述 种调控机制的研究进展作一综述。阻遏蛋 白的直接抑制作用半乳糖代谢作用 的调控 目前对于 酿酒 酵母交 哪 利 用半乳搪 包括摄取、转运、代谢等 的过程 以及相关酶基因 的调控途径已基本了解清楚。半乳糖在透性酶的作用下被酵母细胞吸收后,经过 氏途径转化成葡萄糖一 一磷酸 一。该途径包括 种结构基 因编码的催化酶及 种调节基因编码的调控蛋白 表。其中每种结构基因 统称为基因 的启动子部位至少包含一个 大多数情况下包含多个 转录激活物 的结合位点,与其结合位点的结合 此种状态称为 与否及其本身的转录状态受细胞所摄取不同碳源的调节。当酵母在只含有葡萄糖的培养基上 生长时,‘收稿日期 一 一,修回日期 刁 一

植物内生真菌产紫杉醇的研究

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植物内生真菌产紫杉醇的研究

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