美洲大蠊肠道产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株的筛选及鉴定

旨在筛选美洲大蠊肠道具有产7-木糖紫杉烷糖基水解酶性能的内生菌,并对其进行生物学鉴定。以实验室保存的178株美洲大蠊肠道内生菌为研究对象,采用刚果红透明圈法和荧光显色法筛选产木聚糖酶菌株,进一步利用薄层色谱法筛选产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株。在此基础上,选取一株高产7-木糖紫杉烷糖基水解酶菌株进行形态学、生理生化和分子生物学鉴定,并采用高效液相色谱法测定其对7-木糖-10-去乙酰基紫杉醇的转化率。结果显示,178株美洲大蠊肠道内生菌中有55株菌产木聚糖酶,其中8株链霉菌和2株贪铜菌可产生7-木糖紫杉烷糖基水解酶。高产菌株WA11-2-9经形态学特征、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定为Streptomyces enissocaesilis。WA11-2-9可将7-木糖-10-去乙酰基紫杉醇转化为10-去乙酰巴卡亭Ⅲ和10-去乙酰紫杉醇,主要产物10-去乙酰紫杉醇的转化率为21.52%。美洲大蠊肠道内生菌WA 11-2-9(GenBank Accession:MZ411692)具有分泌7-木糖紫杉烷糖基水解酶的能力,它为后续生物转化制备紫杉醇奠定了坚实基础。

马特链霉菌7-木糖紫杉烷糖基水解酶初步研究

酶法转化7-木糖紫杉烷(7-XDT)为10-脱乙酰基紫杉醇(10-DAT)是目前合成紫杉醇的最主要途径。本研究分离到一株具有产生7-木糖紫杉烷(7-XDT)糖基水解酶能力的马特链霉菌(Streptomyces matensi YUCM 410051),通过酶的最适反应温度、硫酸铵分级沉淀、最适反应pH和酶的有机试剂耐受等研究,发现最适反应温度为25~30℃,硫酸铵分级沉淀酶活在20%~70%的盐浓度时活性最高;粗酶液最适反应pH在6.0~7.5,酶的甲醇耐受浓度和DMSO耐受浓度均为10%。深入研究该酶对开发具有水解7-木糖紫杉烷(7-XDT)中木糖基的酶资源和提高红豆杉中的紫杉烷类化合物的利用率具有重要价值。

7-木糖紫杉烷糖基水解酶Lxyl-p1-1及Lxyl-p1-2的催化特性

糖基水解酶Lxy-l p1-1和Lxy-l p1-2是天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室克隆自真菌香菇的重组蛋白,具有β-木糖苷酶/β-葡萄糖苷酶双重活性,能专一性水解脱除7-木糖-10-去乙酰紫杉醇等的木糖基,生成的C-7位羟基化产物可以作为前体半合成重要的抗肿瘤药物紫杉醇或其类似物。前期工作显示:Lxy-l p1-1和Lxy-lp1-2的序列同源性高达97%,但后者的催化活性是前者的2倍以上;Lxy-l p1-2水解生色底物PNP-Xyl的最适温度为50℃,最适pH为4.0。为系统地观察两酶的催化特性,在对天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室构建的工程酵母进行培养、诱导7 d后冷冻干燥菌体。将冷干的菌体破碎得到蛋白粗提物,再经过Ni亲和色谱和HPLC凝胶色谱法制备和纯化得到Lxy-l p1-1和Lxy-l p1-2重组蛋白。以生色底物PNP-Xyl和PNP-Glc及7-木糖紫杉烷底物7-木糖-10-去乙酰紫杉醇(XDT)与重组酶进行反应,重点测定Lxy-l p1-2水解XDT的最适温度和最适pH,并在最适条件下测定重组酶对不同底物的动力学参数。试验结果表明:Lxy-l p1-2水解底物XDT的最适温度为45℃,最适pH为4.5;动力学测定结果显示:Lxy-l p1-1和Lxy-l p1-2的β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其β-木糖苷酶活性,这与之前的研究结果相一致;Lxy-l p1-1对于底物PNP-Xyl,PNP-Glc和XDT的kcat/Km值分别低于Lxy-lp1-2对于上述3种底物的kcat/Km值(0.77 s-1×mM-1,1.65 s-1×mM-1和0.30 s-1×mM-1vs.1.67 s-1×mM-1,2.85 s-1×mM-1和1.07 s-1×mM-1)。

工业色谱法分离制备7-木糖基-10-去乙酰紫杉醇酶解产物10-去乙酰紫杉醇

基于工业色谱法分离制备抗癌药物紫杉醇的半合成前体10-去乙酰紫杉醇(10-DAP)。7-木糖基-10-去乙酰紫杉醇(10-DAXP)在我国特有红豆杉品系(中华红豆杉)枝叶中含量丰富,以其为原料可制备紫杉醇最理想的半合成前体——10-DAP。本研究以部分纯化后的7-木糖基-10-去乙酰紫杉烷为原料,通过β-木糖苷酶水解该粗提物中的主要成分10-DAXP及其两个微量类似物7-木糖基-10-去乙酰三尖杉宁碱(10-DAXC)和7-木糖基-10-去乙酰紫杉醇C(10-DAXP C),脱去其C-7位上的木糖基,水解产物采用大孔吸附树脂吸附,正相快速柱分离和反相制备色谱分离,可获得高纯度的目标物10-DAP,产物纯度为96%,整个工艺的收率大于75%。该方法适合以10-DAXP为原料大规模制备紫杉醇的半合成前体化合物10-DAP,为工业化生产紫杉醇开辟了一条新途径。

7-木糖紫杉烷类化合物合成紫杉醇的新工艺研究

以7-木糖-10-去乙酰基紫杉烷类化合物为原料,通过氧化还原、乙酰化、去乙酰化的三步反应得到含有紫杉醇的混合物;通过柱分离和重结晶分离提纯,得到高纯度紫杉醇.合成的紫杉醇经高效液相色谱(HPLC)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和高分辨质谱(HRMS)等进行了表征和分析确认.此合成工艺路线拓展了化学半合成紫杉醇的原料来源,降低了紫杉醇的生产成本,拓展了紫杉醇的原料来源.

7-木糖紫杉烷类化合物生物转化

7-木糖紫杉烷类化合物是红豆杉植物皮、根、茎和叶中的主要紫杉烷类化合物成分,同时也是紫杉醇天然提取过程中的主要副产品。7-木糖紫杉烷类化合物具有紫杉醇的特有二萜骨架结构,通过生物转化的技术,其可以转化成紫杉醇和10-去乙酰类紫杉烷化合物,后者是紫杉醇化学半合成的重要原料。7-木糖紫杉烷类化合物的生物转化可以大幅度地提高红豆杉资源的利用效率,有利于保护和合理开发珍稀植物资源。

红豆杉属植物中紫杉烷化合物含量比较与分析

目的分析和比较5种红豆杉中6种紫杉烷类化合物含量的差异。方法利用乙醇超声浸提后得到样品溶液;通过高效液相色谱法测定和相关性分析、回归分析和聚类分析比较紫杉醇、巴卡亭Ⅲ、10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-deacetylbaccatin Ⅲ,10-DAB)、10-去乙酰基紫杉醇(10-deacetyltaxol,10-DAT)、三尖杉宁碱和10-去乙酰基-7-木糖基紫杉醇(10-deacetyl-7-xylosetaxol,DXT)含量。结果不同种红豆杉紫杉烷含量存在显著性差异,陇南地区中国红豆杉中10-DAB、紫杉醇、10-DAT和三尖杉宁碱含量显著高于其他种红豆杉,曼地亚红豆杉和湖南省南方红豆杉中10-DAB含量也相对较高;相关性分析、回归分析及聚类分析均表明,10-DAT和三尖杉宁碱与紫杉醇含量显著相关,且前者比后者对紫杉醇含量的影响作用更大;聚类分析还表明温室内栽植的南方红豆杉聚为一类,大田种植的中国红豆杉、东北红豆杉、太行山地区南方红豆杉和曼地亚红豆杉聚为一类,表明环境因子对紫杉烷积累具有明显影响。结论不同种红豆杉中紫杉烷含量具有显著差异,种类是影响红豆杉紫杉醇等紫杉烷含量的重要因素,紫杉醇含量随着10-DAT和三尖杉宁碱含量增加而增加。

一种卡巴他赛的合成新方法

提出了一种全新的卡巴他赛合成路线。以7-木糖基紫杉烷类化合物为起始原料,经氧化脱木糖基、甲基化、肼解脱侧链得到7,10-二甲基巴卡亭Ⅲ;再与1-叔丁氧羰基-(3R,4S)-4-苯基氮杂环丁烷-2-酮缩合,最后在冰醋酸甲醇溶液中脱除乙氧基乙基(EE)得到卡巴他赛。该合成方法所用起始原料均为紫杉醇提取过程中的废料,成功解决了紫杉醇提取中的废料回收利用问题;并且所用原料价格低廉,反应条件温和,有利于工业化生产。