紫杉醇提取分离及其资源的研究进展

1前言紫杉醇（taxol）是从红豆杉属（Taxus）植物中分离到的一个种具有独特抗肿瘤活性的二储类化合物,1992年底被美国FDA正式批准为抗卵巢癌的新药。虽然紫杉醇的全合成已获成功,但就目前临床供药而言,主要还是依靠从植物中提取。无论是从天然的红豆杉植物还是从培养的植物细胞组织中提取紫杉醇,都要涉及到如何能分离并去掉与紫杉醇结构相似的其它紫杉烷类化合物。由于这些紫杉烷类化合物在化学结构和极性等方面都同紫杉醇极为相似,因此给分离工作带来很大的困难。如何更好地分离紫杉酸及其类似物质,无论在基础研究还是在实用价值上…     

抗癌巨星—紫杉醇

紫杉醇最初是从红豆杉属植物紫杉的树干、树皮中提取的一种天然抗肿瘤药物。自1967年被发现以来,随着研究的不断深入,人们对紫杉醇的理化性质认识越来越深刻,并进行了化学合成。目前它已被广泛应用于各种癌症的临床治疗。     

紫杉醇及其衍生物的半合成概述

紫杉醇是第一个被发现能促进微管蛋白聚合的天然产物,是近20年来最成功的抗癌药物之一。简单叙述了紫杉醇的发现和历史、来源和作用机理。目前紫杉醇的合成方法有紫杉醇的其他植物资源、紫杉烷植物细胞悬浮培养、生物合成、真菌培养、全合成与半合成等方法,目前真正用于实际工业化生产紫杉醇的方法是半合成方法,着重总结了半合成的研究进展。     

国内专利文献

从红豆杉中提取分离紫杉醇及其它紫杉烷类化合物的方法本发明将公开一种从红豆杉中提取分离紫杉醇及其它紫杉烷类化合物的方法,它包括:提取-脱脂-萃取-分别对有机相和水相进行粗分离-反相色     

产5α羟化紫杉二烯醇人工酵母的组合设计构建

利用工程化微生物生产天然药物如紫杉醇在近年来受到研究者广泛关注。本工作研究如何设计和构建人工酵母以生产紫杉醇生物合成途径中第一个由细胞色素P450酶催化的羟化产物--5α羟化紫杉二烯醇(taxadien-5α-ol)。利用组合设计原理,选用3种不同红豆杉来源的紫杉二烯5α羟化酶和2种不同植物源的细胞色素P450还原酶,分别对其进行N端穿膜区域的预测和截短,并对还原酶使用2种不同强度启动子进行调控,所得羟化酶模块和还原酶模块之间分别表达共产生72种组合方式。然后将其分别整合入紫杉二烯生产菌株基因组中,最终在72个组合中筛选到48个可以生产5α羟化紫杉二烯醇的菌株,最高产量67.3 μg·L^-1,在酿酒酵母中实现紫杉二烯C₅位羟化产物的从头合成。研究结果表明,利用组合设计策略研究模块间相互作用及其与底盘间适配性将为在微生物细胞中实现细胞色素P450酶系介导的催化反应过程提供重要参考。     

植物病原菌的药用价值

在现有的药典中可见很多从植物和其它生物中提取药剂的例子，紫杉醇是一种治疗卵巢癌和其它癌的有效药剂。该药剂的出现引起了药理学家的极大兴趣：植物病原菌(如真菌)将成为开发新型药剂的一个重要来源。研究发现Taxomyces andreanae是从太平洋紫杉树皮中分离出的一种真菌，该真菌可以生物合成紫杉醇和其它紫杉碱，因此，该真菌可能成为提取紫杉醇的取之不尽的原料。此外，寄生在植物上的地衣中也含有多种可开发成药剂的化合物。现有研究表明，植物病原菌可能会成为开发新型药物的重要来源。     

专利快递

Z0 4 0 0 1　利用基因工程技术提高紫杉醇含量的方法　 公开号 :CN 1 385530A ,公开日 :2 0 0 2 .1 2 .1 8　本发明提供了紫杉醇生物合成中限速步骤的关键酶之一的紫杉二烯合成酶基因的cDNA及其在利用基因工程技术提高紫杉醇含量方面的应用。涉及基因的cDNA的获得及利用基因工程技术提高紫杉烷类化合物如紫杉醇含量的方法。Z0 4 0 0 2　提取茶多酚的工艺方法　 公开号 :CN 1 386 731A ,公开日 :2 0 0 2 .1 2 .2 5　一种从干绿茶中分离提取茶多酚的工艺方法 ,主要包括蒸煮、丙酮吸附、回收丙酮、有机溶剂萃取、回收有机溶剂和浓缩干燥 …     

从红豆杉中提取紫杉醇的工艺研究

紫杉醇(Taxol)是从红豆杉树皮中分离得到的一种二萜化合物,具有独特疗效的抗癌物,现已被多个国家批准应用于临床治疗卵巢癌和乳腺癌等疾病。由于红豆杉中的紫杉醇含量非常低(仅为0.010%~0.013%),而且大量结构类似的紫杉烷类物质存在,使得紫杉醇的分离纯化非常困难。本文通过对比5种不同提取方法 (液液萃取、固相萃取、硅胶层析、氧化铝层析、薄层层析),提出一种新的以氧化铝层析结合固相萃取工艺,具有紫杉醇高回收率的特点。     

紫杉醇市场供不应求

迄今为止,国际市场上只有2种紫杉醇原料药：一种来自各种红豆杉树皮;另一种是从欧洲观赏紫杉枝条里提取出“10-浆果赤霉碱”,然后再经半合成而成,即多西他赛（多烯紫杉醇）,其结构与天然提取紫杉醇十分相似。这两种原料药均为国际医药市场上的畅销原料药产品,并长期处于供不应求状态,据有关部门估计,紫杉醇原料药与多烯紫杉醇原料药的销量之比大约为10：1。     

科技动态

紫杉醇的细胞培养 紫杉醇是美国、台湾近年研制成功的抗癌新药,都从植物中提取。中国科学院昆明植物研究所1993年中以云南红豆杉枝叶为原料,分离提取得到紫杉醇。利用大规模细胞培养技术生产紫杉醇尚属国内外首创。 此外华中理工大学生物系采用大规模细胞培养技术生产紫杉醇获得成功,产品     

紫杉醇的合成研究进展

紫杉醇是一种从天然红豆杉类植物中提取分离得到的二萜类有机化合物,为世界上使用最广泛的抗癌药物之一.但由于红豆杉类植物的紧缺且紫杉醇含量的微小,其从天然植物中提取的路径用于大生产不可取,因此从其他途径合成紫杉醇成为研究热点.就紫杉醇的全合成、半合成、生物合成进行综述,为追求更优的合成方式提供参考和思路.     

红豆杉植物和愈伤组织培养物中紫杉醇含量的检测

采用UV和HPLC两种方法，对南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)、曼地亚红豆杉(Taxus media cv.Hicksii)天然植物和组织培养物中紫杉醇含量进行了检测。检测结果：南方红豆杉天然植物中未能检测出紫杉醇，南方红豆杉愈伤组织培养物中紫杉醇含量最高，为万分之4．09，是曼地亚红豆杉愈伤组织培养物中的2—27倍，是曼地亚红豆杉天然植物中的6—8倍。     

产紫杉烷类化合物的红豆杉内生真菌的筛选

从红豆杉树皮中分离得到内生真菌,液体培养基培养后提取其发酵产物,然后以紫杉醇和巴卡亭Ⅲ为标准品,用薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等技术检测,筛选产紫杉醇或产紫杉烷类化合物的内生真菌。结果筛选出一株产巴卡亭Ⅲ的内生真菌12.4.1,其发酵产物与巴卡亭Ⅲ对照品有相近的TLC迁移斑点,且HPLC中,在巴卡亭Ⅲ对照品色谱峰相近保留时间处有吸收峰;显微鉴别表明菌株12.4.1属于曲霉菌。     

果糖补料与真菌诱导对红豆杉细胞悬浮培养体系的协同效应

研究了果糖补料和真菌诱导对南方红豆杉细胞悬浮培养体系中细胞生长状态和紫杉烷合成的协同作用。结果表明果糖补料和真菌诱导子的协同作用引起细胞的生理状态发生改变 ,培养基碱化 ,细胞的生物量有一定程度的降低 ,而表征酶含量的蛋白质含量有明显的提高 ,酚类物质大量积累 ,目的产物紫杉醇 (Taxol)被大量合成 ,其产量在摇瓶和反应器体系中最高分别达到 81.0mg/L和 71.7mg/L。     

诱导型和组成型启动子对酿酒酵母合成紫杉二烯的影响

近年来利用合成生物学手段生产萜类化合物逐渐成为一种趋势。诱导型和组成型启动子调控萜类的生产各有利弊,而启动子类型的选择需要根据特定体系和产物来进行具体分析。本工作针对紫杉醇关键前体紫杉二烯的合成,分别研究了酵母细胞中诱导型启动子和组成型启动子的调控。首先通过过表达酵母内源截短的羟甲戊二酰辅酶A基因(thmgr)和法尼基焦磷酸合酶基因(erg20),实现了对酵母内源模块的调控。随后向改造后的底盘细胞中整合入诱导性启动子调控的外源紫杉二烯合成模块,得到了紫杉二烯产量为5.2 mg·L^-1的人工酵母。而换用组成型启动子tdh3p调控时,产量达到11.5 mg·L^-1,说明对于这个体系组成型启动子更为适合。通过简单的发酵条件优化,该菌株产量提升了70%,达到19.5 mg·L^-1。组成型启动子调控的菌株可以利用葡萄糖作为碳源,因而更利于后续大规模发酵。     

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.     

外源紫杉醇作用下南方红豆杉细胞凋亡及其动力学研究

利用光学显微照相技术、细胞总DNA琼脂糖凝胶电泳和TUNEL标记等手段 ,研究了外源紫杉醇(Taxol)作用下南方红豆杉细胞的凋亡及其动力学。研究结果表明 ,外源紫杉醇能显著提高南方红豆杉细胞凋亡的速率和发生率 ,表明高浓度紫杉醇不利于细胞的生长。凋亡动力学研究对指导大规模植物细胞培养生产紫杉醇具有重要意义     

紫菀属植物的化学成分研究进展

近年来,天然药物工作者从紫菀属植物中分离出很多结构新颖而又有显著生理活性的天然化合物,并对其药理活性作用的研究做过大量工作。本文就近些年来从菊科紫菀属植物中发现的一系列化合物做一综述,同时举例出部分重要化合物的结构式。希望为该属植物的进一步研究开发提供参考依据。     

红豆杉植物和愈伤组织培养物中紫杉醇含量的检测

采用UV和HPLC两种方法,对南方红豆杉(Taxuschinensisvar.mairei)、曼地亚红豆杉(Taxusmediacv.Hicksii)天然植物和组织培养物中紫杉醇含量进行了检测。检测结果:南方红豆杉天然植物中未能检测出紫杉醇,南方红豆杉愈伤组织培养物中紫杉醇含量最高,为万分之4.09,是曼地亚红豆杉愈伤组织培养物中的2～27倍,是曼地亚红豆杉天然植物中的6～8倍。     

提高造粒机负荷的方法实践

从洛阳石化聚丙烯有限责任公司的整体利益出发,阐述了进一步提高造粒机组生产负荷的方法;计算了提高负荷的最大理论值;重点对计量秤改进、造粒机模板改造的具体方法进行论证;实施后造粒机生产负荷由原来的9．5t／h提高到10．2t／h,取得了良好的效益。