淫羊藿素的全细胞催化
项目概况
淫羊藿素是一种异戊二烯类黄酮衍生物，其在临床试验中治疗肝细胞癌的效果显著，具有较强的药理活性，如抗肿瘤、骨保护、抗病毒、抗炎、调血脂等多种生物活性。然而，淫羊藿中天然淫羊藿素含量极低。目前，淫羊藿素的制备主要通过α-L-鼠李糖苷酶和β-葡萄糖苷酶两步催化黄酮苷类底物实现。但现有一锅法制备淫羊藿素的工艺需使用固定化酶或双功能酶水解底物，且反应时间长，导致操作复杂、成本较高。为提高生产效率并降低成本，本团队建立了从淫羊藿苷高效制备淫羊藿素的全细胞催化体系。可实现底物浓度高达500 g/L的高效转化，转化率＞80%。
应用前景
淫羊藿素是一种未经任何糖基化的黄酮类化合物的苷元。在治疗某些疾病方面，其生物活性高于其他黄酮类糖苷。此外，它还能增强干细胞的增殖、迁移及成骨分化能力，并在治疗多种癌症方面具有显著疗效。
技术特点
淫羊藿素的制备主要有四种方式：植物提取法直接从淫羊藿中提取，但含量低、成本高且污染大；化学合成法步骤繁琐、副产物多、环境污染严重；微生物发酵法虽可持续生产，但当前转化率低、周期长、分离困难，尚未成熟。
本团队已建立全细胞催化法，反应条件温和、效率高，在36小时内500 g/L淫羊藿素的产率生成率达83.99%，且适用于粗提物，具备高效、低成本、操作简便等优势。同时已开发配套的分离纯化方法，并制备获得高纯度的淫羊藿素，如图1所示。
表1. 全细胞催化从淫羊藿苷到淫羊藿素的反应条件
底物浓度(g/L) |
湿重细胞(g/L) |
反应时间(h) |
转化率(%) |
100 |
40 |
4 |
95 |
150 |
|||
200 |
4 |
89.6 |
|
8 |
94.98 |
||
250 |
24 |
94.23 |
|
300 |
12 |
84.19 |
|
24 |
79.09 |
||
400 |
100 |
24 |
94.70 |
500 |
24 |
76.56 |
|
36 |
83.99 |
图1. 利用酶法转化淫羊藿苷制备获得淫羊藿素样品
淫羊藿苷(98%)市场价格是2000元/100g，淫羊藿素(98%)的市场价格是23000元/100g。
目前项目组正在继续进一步理性改造和筛选高性能的酶分子，同时通过优化发酵体系来继续提高酶表达量，以期加快底物转化速度，减少生产周期，通过优化反应条件，从而获得更高的淫羊藿素的产量。
联系人：刘夫锋
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