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微生物转化法合成天麻素等天然活性成分的研究

朱宏莉  
【摘要】: 本论文旨在利用微生物转化法对底物结构进行修饰,从而生物合成天麻素及红景天苷。通过对转化菌株的诱变选育,同时兼顾转化条件的优化,为天麻素及红景天苷的合成提供一条行之有效的新途径。在此基础上,对相关糖基化酶进行分离纯化及性质研究,为以后其它天然产物的糖基化反应提供新的思路和方法。 采用静息细胞法和分批培养法,结合TLC和HPLC从数十株霉菌、酵母菌、细菌中筛选到了能够将对羟基苯甲醛转化成天麻素的根霉LN-1和一株能将对羟基苯乙醇转化为红景天苷的假单胞菌Z-1。分别对LN-1及Z-1转化条件进行了优化,结果表明根霉LN-1转化合成天麻素的最适条件为:12g(湿重)静息细胞/120mL转化液,底物质量浓度2.3mg/mL,pH5.5,28℃转化24h,天麻素得率可达16%。Z-1转化合成红景天苷的最适条件为:以葡萄糖作为碳源,酵母膏或硫酸铵作为氮源,底物浓度为1.5mg/mL,pH7.0,33℃转化20h,红景天苷的得率可达10%。进一步开展放大试验,转化液经萃取、硅胶柱色谱分离等得到转化产物,经HPLC、NMR、EI-MS等的测定,证明所得转化产物为天麻素及红景天苷。同时,利用紫外、He-Ne激光复合诱变LN-1的孢子及原生质体,获得了转化率及天麻素得率均明显提高的突变株。 采用硫酸铵沉淀、DEAE-Ceilulose52离子交换层析及Sepharose CL-6B凝胶柱层析等一系列纯化步骤获得了电泳纯的天麻素合成酶,并用SDS-PAGE的方法测定其分子量为63.2kDa。样品酶的比活力为174.2U/mg,纯化倍数为32.3,回收率为11.4%。通过分析该酶的性质,得出最适温度为50℃,在50℃以下基本保持稳定;最适pH6.0,在pH6.0-9.0的范围内基本稳定。 微生物作为生物转化体系中一个重要组成部分,对研究天然活性成分的合成有着不可替代的作用。本研究利用微生物转化法合成了天麻素及红景天苷,摸索出了一条生产天麻素及红景天苷的新途径,具有广阔的应用前景。


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