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人参(Panax ginseng C.A.Meyer)为五加科人参属多年生草本植物,是我国传统名贵中药,在中国、朝鲜、日本乃至亚洲国家被广泛用于滋补保健和医疗,对治疗心血管疾病、糖尿病、精神类疾病有较好的疗效。现代药理学研究发现,人参具有明显的抗癌效果,其主要的活性成分为人参皂苷,人参皂苷是由糖和苷元相构联而成的糖苷类化合物。人参皂苷口服后,在胃液、胆汁的作用下仅发生了轻微的氧化作用,不能被降解;只有在肠内菌的作用下,糖苷键才发生断裂,形成了一系列代谢产物。最新的药理学研究表明:被吸收入血并发挥抗癌活性的不是皂苷本身,而是其代谢产物M1。代谢物M1经血液进入肝脏后,发生酯化反应形成了脂肪酸酯类化合物EM1。由于EM1对细胞的毒性降低,在体内的保留时间延长,对宿主细胞的免疫调节能力增强,因此,EM1比M1有更强的抗癌活性。目前,国内外学者获取M1特别是EM1的途径,主要是通过肠内菌代谢及口服给药后从动物的血液、肝脏中分离获得,由于方法复杂,分离困难,得率极低,仅得到一系列M1脂肪酸单酯的混合物EM1,没能分离得到单体并确定具体结构。阻碍了这一理论的深入研究与发展。 本试验的研究,首先采用植物化学法分离获得分组皂苷及单体皂苷,其次借助酶工程技术,参照人参皂苷肠内菌代谢机理,在体外对人参皂苷酶代谢机理进行研究,探求二者代谢机理的相关性,代谢产物的一致性,尝试用酶代谢理论重新定义并解释肠内菌代谢,促进这一领域的研究向分子水平上发展。依据酶的特点,筛选出将原人参二醇型皂苷代谢成M1的专属性酶,进而大量富集代谢物M1,然后,采用组合化学法,模拟肠内菌代谢物M1在肝脏中的脂肪酸酯化,将酶代谢物产物M1在体外脂肪酸酯化,合成M1脂肪酸单酯的混合物EM1,分离得到单体,确定化学结构;进行药理学观察,评价其抗癌活性。 本试验采用有机溶剂提取、萃取、犬孔吸附树脂层析、硅胶柱层析等方法,从人参中分离得到了人参皂苷Re、Rb1,对它们进行了物理、化学及波谱分析,确定了结构。在大孔树脂D101、NKA-12的比较研究中发现,NKA-12对人参皂苷有较好的吸附分离效果,经乙醇梯度洗脱可以直接分离得到人参皂苷Re。这一成果的完善,有利于Re的工业化生产。 在恒温水浴条件下,用酶NS37040对人参皂苷单体Rb1、Re进行了酶解试验,酶解后的样品经酶灭活、离心、萃取、浓缩,再上硅胶柱层析分离纯化,得到了吉林农业大学博士学位论文摘要人参皂普Rb,的三种主要酶解产物,利用物理、化学及波谱分析,对它们进行了分析鉴定,确定它们分别是Ginsenoside一Rd、Metab。liteMI、20(S)一Pr。topanaxa-d 1 01。在酶解样品中,通过物理、化学、TLe、HPLC也发现了G insenos ide一FZ的存在,由于G insenoside一FZ含量少,没有对其分离纯化。M。tabolit。Ml是人参中不存在的成分,所以对它进行了详尽的波谱【质谱(MS)、红外(lR)、核磁(NMR、多种ZDNMR)]分析,确定了其化学结构。依据上述的试验结果,明确了Rb,的代谢途径为Ginsenoside一Rb,、Ginsenoside一Rd、Ginsenoside一F:*Metabolite一1--+20(S)一protopanaxadiol。对Re的酶解产物进行了分析,确定了其代谢途径为G insenoside一Re*Ginsenoside一Rg,“Ginsenoside一Rh,一20(S)一ProtoPanaxatr一1 01。上述结论与国内外学者用肠内菌对人参皂普Rb,、Re的代谢途径及产物基本一致。酶是由细胞产生的具有催化能力的蛋白质,新陈代谢是生命活动的最重要特征。一切生命活动都是由代谢的正常运转来维持的,而生物体代谢中的各种化学反应都是在酶的作用下进行的;人体肠内菌多达100余种,且99%为厌氧菌,这些厌氧菌分泌各种各样的酶,其活性也相当高。那么究竟是肠内菌还是其分泌的酶参与了人参皂普的代谢?结合本试验结论及肠内菌、酶的特点,作者推断:肠道内直接参与人参皂普代谢的是肠内菌分泌的酶,而非肠内菌。这一结论对于在分子水平上研究人参皂普的代谢有一定的参考价值。 采用Ag 1 lentll00高效液相色谱仪对酶解总皂普样品中M1、Rg。含量进行了测定,确定Ml最佳酶的转化率为8.36%; Rg3最佳酶的转化率为2.58%。 采用正交试验设计系统研究了不同酶、温度、时间对MetaboliteMI、Ginsenoside一Rg3转化率的影响,结果发现酶、温度、时间对Metabolite Ml的转化率有极显著的影响。并且,最佳的酶为NS 44018,最佳时间为20天,最佳温度为50oC。Metabolite Ml的转化率可达8.36%。酶、时间对Ginsenoside一Rg3的转化率也有显著的影响,而温度对G ins。n。5 ide一Rg。的转化率无显著影响,最佳酶为NS 44066,最佳时间为1天。酶作为生物大分子其作用的最佳的温度、时间各不相同,并且对底物化学结构、作用位置都有极强的选择性。通过对不同人参皂普专属酶的筛选可以定向酶解,大量获得目标化合物。本试验已初步筛选出对M1、Rg。作用专属性较强的酶及反应条件,这一成果完善将为创新药物的研发、工业化生产莫定理论基础。 采用5 ohotten一Baumann方法,将获得的代谢物M1与脂肪酸进行化学合成,将合成产物萃取、离心、浓缩,经硅胶柱层