三七鲨烯合酶基因在三七根、茎、芦头中的转录表达与三萜皂苷合成

三萜皂苷是三七、人参等重要药用植物的主要有效成分.采用改进的异硫氰酸胍法提取到三七RNA,经RT-PCR克隆技术获得三七三萜合成通路关键酶之一鲨烯合酶(squalene synthase,SS)cDNA,长1270 bp,读码框架编码415个氨基酸.比对分析表明,推衍的三七SS氨基酸序列与人参、积雪草、青蒿、拟南芥和水稻SS的一致性分别为98%、89%、81%、78%和71%.利用实时荧光定量RT-PCR技术对三七根、茎、芦头的SS转录表达研究发现,一年生三七根SS基因转录表达量最高,高于茎和芦头的表达;但总皂苷含量是:芦头>叶>根>茎.可能与SS之后其它三萜合成关键酶的活性差异或/和三萜合成后的定向输送及累积有关.

酸枣果三萜皂苷抑菌和抗氧化活性的研究

对纯化的酸枣果三萜皂苷进行抑菌和抗氧化活性研究。结果表明,三萜皂苷具有广谱抗菌效果,对实验所用的致病菌有较强的抑制和灭活作用。对金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌和炭疽杆菌的MIC可达0.078mg/mL。MBC值范围为0.180～0.712mg/mL,尤其对绿脓假单胞菌和白色假丝酵母菌显示明显的抑制作用。通过清除DPPH自由基、铁还原抗氧化能力法、降低能量、硫代巴比妥酸法和抑制β-胡萝卜素漂白等体外抗氧化反应来研究其抗氧化性能,并以人工合成的抗氧化剂BHT作对照,结果表明三萜皂苷具有显著的抗氧化效应。因此,酸枣果可作为食品、化妆品和药品行业的天然原料来源。

灵芝三萜皂苷(GCTL1)的体外抗氧化作用

采用化学模拟体系研究灵芝三萜皂苷(GCTL1)对超氧阴离子自由基、羟自由基、DPPH自由基及过氧化氢自由基的清除能力,测定其还原力和铁螯合力,并与合成的抗氧化剂进行比较。结果表明,GCTL1具有较好的抗氧化作用。GCTL1清除超氧阴离子自由基、羟自由基、DPPH自由基、过氧化氢自由基的IC50分别为:(0.247±0.05)、(0.197±0.002)、(0.09±0.02)、(0.279±0.04)mg/mL;还原力为0.5、铁螯合力为50%时GCTL1质量浓度分别为(0.425±0.01)、(0.180±0.04)mg/mL,并且在一定质量浓度范围内具有剂量依赖效应;GCTL1的总体抗氧化能力高于VC和2,6二叔丁基对甲酚(BHT)。

预知子三萜皂苷体外抗脂质过氧化和红细胞溶血作用的研究

为了研究预知子三萜皂苷(TSAF)抗脂质过氧化和红细胞溶血作用,以昆明小鼠作为试验对象,采用分光光度法测定TSAF对自发性及CCl4、H2O2、Fe2+-VC诱导的小鼠肝脂质过氧化的影响,测定TSAF对H2O2诱导的小鼠红细胞溶血的影响。结果表明,TSAF可抑制肝自发性脂质过氧化,对CCl4、H2O2、Fe2+-VC诱导的肝过氧化损伤具有保护作用,能有效地抑制过氧化产物MDA的生成,具有抑制H2O2诱导红细胞溶血的作用,抑制率与TSAF浓度呈良好的量效关系。TSAF具有较强的体外抗脂质过氧化和红细胞溶血的作用,并呈一定的量效关系。

植物三萜皂苷生物合成及关键酶鲨烯合酶的研究进展

三萜皂苷(triterpenoid saponins)是一类重要的植物次生代谢产物,有抗菌和抗虫害的作用,可用作药物,具有重要的商业价值.三萜皂苷含量和组成的变化又取决于三萜皂苷合成途径中的一些关键酶及其在细胞中的表达水平.鲨烯合酶(Squalene syntase,SS)是三萜皂苷生物合成的第一个关键酶,其含量和活性决定了后续产物的产量.因而若能在分子水平上实现对SS的调控,将为人工大量生产三萜皂苷提供可能.全文综述了三萜皂苷的生物合成途径及该途径的关键SS的研究进展.

HPLC-ELSD同时测定铁破锣中3种三萜皂苷含量及体外抗氧化性研究

目的 建立同时测定铁破锣中3种三萜皂苷BeesiosideⅠ、Ⅱ、Ⅲ含量的方法,并研究铁破锣中三萜皂苷的体外抗氧化性。方法 运用反相高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)对铁破锣中三萜皂苷进行含量测定,并对所用含量测定方法进行方法学考察;同时,对铁破锣中三萜皂苷清除自由基的能力和总的抗氧化能力进行体外试验。结果 HPLC-ELSD方法可同时测定BeesiosideⅠ、Ⅱ、Ⅲ的含量,且该方法线性关系良好、精密度、重复性、稳定性均好,回收率高;铁破锣中三萜皂苷能够有效清除ABTS +、DPPH·和羟基自由基,并且具有很好的抗氧化能力。结论 HPLC-ELSD方法简便、快速、准确、重现性好,可作为铁破锣中三萜皂苷(BeesiosideⅠ、Ⅱ、Ⅲ)的含量测定及质量控制标准方法,体外试验表明铁破锣中三萜皂苷具有良好的自由基清除和抗氧化能力。

桔梗中三萜总皂苷含量测定及其抗氧化活性研究

目的:测定桔梗中三萜总皂苷的含量及其抗氧化活性。方法:采用回流提取法分离得三萜总皂苷,以熊果酸为对照品,5%香草醛-冰乙酸溶液、高氯酸显色,采用紫外可见分光光度度法测定三萜总皂苷的含量。以Vc为阳性对照,观察样品对DPPH自由基的清除能力。结果:用60%乙醇回流提取桔梗中三萜总皂苷的含量为279.34μg/g,桔梗样品对DPPH自由基的清除率随着浓度的增加而增大,样品浓度在31.2μg/mL时,清除率达到91.2%,接近Vc对DPPH自由基的清除能力。结论:桔梗三萜总皂苷具有抗氧化作用。

三萜皂苷的生物合成

异戊烯二磷酸在香叶二磷酸合成酶、法呢二磷酸合成酶、鲨烯合成酶和鲨烯环氧酶催化下合成2,3-氧化鲨烯,再经氧化鲨烯环化酶催化形成各种三萜类,三萜类经细胞色素P450、糖基转移酶和β-糖苷酶的修饰,形成各种类型的三萜皂苷。

中药三萜皂苷合成通路的生物信息学分析

目的从系统进化学角度对中药三萜皂苷合成通路中关键酶进行生物信息学分析。方法从NCBI数据库下载已有17种中药中的鲨烯合成酶、鲨烯环氧酶、2,3-氧化鲨烯环化酶的蛋白质全长序列,通过生物信息学软件对其进行理化性质分析、保守域分析、蛋白质三维结构预测和系统进化树的构建。结果序列分析表明,鲨烯合成酶、鲨烯环氧酶、2,3-氧化鲨烯环化酶的蛋白质序列保守性均较高。其中鲨烯合成酶具有两个高度保守的区域——富含天冬氨酸的镁离子结合位点1和2——可作为认定鲨烯合成酶的依据;鲨烯环氧酶和2,3-氧化鲨烯环化酶的蛋白三维结构保守,无规则卷曲部分为高变区。结论上游合成在进化中趋于保守和稳定;三萜皂苷众多类型的形成可能与下游细胞色素P450、糖基转移酶、β-糖苷酶等的修饰有关。

植物甾醇与三萜类皂苷生物合成基因调控的研究进展

植物甾醇和三萜类皂苷是2种具有调节生物体系免疫力,抗血糖过多,抗癌症等生理功能的植物次生代谢产物。它们在生物合成过程中有许多关键酶,如鲨烯合成酶(SS)、鲨烯氧化酶(SE)、氧化鲨烯环化酶(OSCs)和糖基转移酶(GT)等。综述了这些关键酶在催化机理、基因克隆与表达调控方面的研究进展,并简要探讨了通过这些关键酶的代谢工程研究来增产植物甾醇和三萜类皂苷的广阔前景。

三萜皂苷生物合成途径研究进展

三萜皂苷是一类重要的植物次生代谢产物,在体外具有抗癌、抗病毒、降低胆固醇等药理学作用。由于三萜皂苷生物合成途径中的关键酶在细胞中的表达水平较低,决定了其在植物中的含量低,因而对其生物合成途径的探讨具有重要的现实意义和应用价值。

植物2,3-氧化鲨烯环化酶的研究进展

三萜化合物是一类具有重要生物活性的天然产物,其生物合成途径受到极大的关注,在植物中它们都是由异戊二烯代谢途径,经过2,3-氧化鲨烯环化及羟基化和糖基化修饰产生,2,3-氧化鲨烯环化酶(OSC)催化底物环化生成三萜骨架是三萜结构多样和生物活性的基础。本综述对植物OSC基因的研究方法、克隆和功能鉴定、进化及酶结构和催化机制等各个方面的研究进展进行了综述,为植物三萜代谢途径解析,特别是OSC功能的研究提供了依据。最后,从酶挖掘、结构预测和定向进化三个方面展望了植物OSC今后的发展和突破。

微生物合成植物三萜及其皂苷化合物

植物三萜及其皂苷化合物普遍存在于植物中,具有抗炎、抗过敏、保肝护肝等多种生物活性,因此被广泛应用于医药、农业和食品等多个行业。目前,植物三萜及其皂苷化合物的主要来源是从植物中直接提取,这种方式不仅消耗大量的人力物力而且会带来严重的环境问题。随着合成生物学及组学技术的快速发展,微生物因其生长快速、操作方便等优势成为广泛应用的宿主,这为替代传统的供应方式提供了可行的方法。然而,植物三萜类化合物复杂的合成途径和外源途径的代谢不平衡严重限制了其生产。综述了植物三萜及其皂苷化合物的生物合成途径,以及利用微生物细胞工厂合成三萜及其皂苷化合物的方法,并探讨了其高效微生物合成的策略。

西洋参氧化鲨烯环化酶基因家族的鉴定、组织表达特异性分析及PqOSC2基因的克隆

氧化鲨烯环化酶是催化三萜类皂苷合成的关键酶,通过全长转录组分析鉴定西洋参中氧化鲨烯环化酶,利用生物信息学方法对西洋参全装转录组数据库中OSC(氧化鲨烯环化酶)基因家族进行鉴定并对其进行蛋白基序、理化性质、表达特征分析。结果表明:从西洋参中共鉴定到15个西洋参OSC基因家族,系统发育分析将其分为7个亚族,组织特异性表达分析表明,OSC基因家族在不同部位具有4种表达模式,OSC与人参皂苷积累共表达分析表明,OSC基因家族与不同类型皂苷合成相关。试验还克隆得到与原人参三醇和人参皂苷Re合成正调控的PqOSC2基因全长序列,为进一步揭示氧化鲨烯环化酶家族在西洋参三萜皂苷合成作用机制提供依据。

人参稀有皂苷Rg3提取技术研究进展

人参皂苷Rg3作为一种药理活性有效成分,在抗肿瘤作用上有着重要的作用。作为人参植物中有效的化学成分,其中有40多种单体人参皂苷成分被分离提取出来,其中最受人们关注的就是人参皂苷Rg3。因其抑制血管内皮生长因子以及各碱性纤维、减少金属基质蛋白酶的的效果显著,能够有效的控制肿瘤的新生与形成,抑制了肿瘤疾病的恶化扩散,

三萜皂苷合成生物学元件的初步开发:三七鲨烯环氧酶编码基因克隆及表达模式分析

中药合成生物学是将合成生物学思路引入中药天然产物次生代谢途径研究的一门新兴学科,其发展初期的首要任务是进行元件的开发与标准化,建立标准化的合成生物学元件库。三七(Panax notoginseng)作为人参属重要的药用植物,具有较高的药用价值,其主要活性成分是三萜皂苷。鲨烯环氧酶(squalene epoxidase)被认为是三萜皂苷与植物甾醇次生代谢途径中的关键限速酶,是三萜皂苷合成生物学研究的重要元件之一。本研究克隆获得三七中两种类型的鲨烯环氧酶编码基因(PnSE1、PnSE2),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法检测其在4年生三七不同组织部位的表达模式,以及受茉莉酸甲酯(MeJA)诱导处理后基因的表达量变化,为实现中药合成生物学元件挖掘与开发奠定基础。PnSE1基因与PnSE2基因预测编码蛋白分别包含537和545个氨基酸,序列相似性为79%,但N端(前70个氨基酸)序列不保守。PnSE1基因在根、茎、叶、花中均有表达,以花中表达丰度最高;PnSE2基因只在花中表达量显著,其余组织较弱。PnSE1基因响应MeJA诱导,诱导24 h后在叶中的表达量最大;相同诱导条件下,PnSE2基因未响应诱导,表达水平无显著变化。结果表明,PnSE1和PnSE2基因具有不同的表达模式,在三七次生代谢产物合成中起不同催化作用,推测PnSE1基因参与三萜皂苷合成途径,PnSE2基因则在甾醇合成途径中起催化作用。

商陆提取物药理作用研究进展

商陆是我国传统峻下逐水中药,收载于历版《中华人民共和国药典》,入药部位为根部,具有利尿泻下、抗炎、抗肿瘤、祛痰镇咳平喘等药理活性。临床多用于治疗肾炎、肝硬化腹水、乳腺增生、银屑病等疾病。通过对商陆提取物和化学成分药理作用进行总结,为今后商陆深入研究及合理开发利用提供支持和参考依据。

金铁锁鲨烯合酶cDNA的克隆和功能鉴定

濒危药用植物金铁锁(Psammosilene tunicoidesW.C.Wu et C.Y.Wu.)的有效成分三萜总皂苷有显著的药理活性。为克隆和鉴定金铁锁三萜皂苷生物合成途径中的关键酶基因——鲨烯合酶的全长cDNA,本研究采用同源兼并引物PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)等方法克隆了其全长cDNA;结合大肠杆菌异源表达、体外酶促反应及针对产物化学结构的GC和GC-MS分析等方法鉴定了其功能。研究结果表明:金铁锁鲨烯合酶cDNA全长为1 663bp,含有1 245 bp的开放阅读框(ORF),编码414个氨基酸(计算分子质量为47.69 kD),5′非编码区(UTR)和3′UTR分别为260 bp和158 bp,GenBank注册号为EF585250,与三七、人参和甘草的鲨烯合酶的氨基酸序列有较高的同源性,分别为83%、82%和82%,而与裂变酵母、白色念珠菌和人的氨基酸序列的同源性分别只有35%、39%和47%;表达产物具有催化两分子法呢烯焦磷酸连接成鲨烯的活性。本研究克隆和鉴定了金铁锁鲨烯合酶的全长cDNA,为金铁锁次生代谢工程研究提供了重要基础。

雷公藤中2,3-氧化鲨烯环化酶基因家族分析及功能表征

雷公藤具有抗肿瘤、抗炎、免疫抑制等多种药理活性,是极具研究价值的药用植物。三萜类化合物是其发挥药理作用的主要活性成分之一,然而以雷公藤红素为主的三萜化合物在植物中含量低,化学合成困难,难以得到理想的产量。因此,解析雷公藤中三萜化合物生物合成途径,为异源合成这些化合物提供了行之有效的新思路。2,3-氧化鲨烯环化酶(OSC)是催化形成三萜母核多样性的关键酶基因,本研究基于雷公藤基因组和转录组数据,共挖掘出16条OSC基因,并对16条基因进行了生物信息学分析。系统进化树显示16条TwOSC蛋白主要聚为β-香树脂醇合酶、木栓酮合酶、多功能香树脂醇合酶和环阿屯醇合酶四支。成功克隆得到了TwOSC6,酵母表达和体外发酵结果显示TwOSC6可催化2,3-氧化鲨烯生成α-香树脂醇和β-香树脂醇,属于多功能香树脂醇合酶。以上研究为雷公藤三萜化合物的多样性提供了新的基因资源,为三萜化合物的生物合成提供了新的基因元件。