黄芪活性产物代谢调控研究获重大突破

黄芪活性产物代谢调控研究获重大突破

市场对中药材的需求量与日俱增，但是许多野生中药材受生长周期所限，供不应求；大量的无序采挖，又会影响生态环境。由中国工程院院士、上海中医药大学教授胡之璧领衔完成的“黄芪活性产物代谢调控的基因工程关键技术研究”项目，首次将现代生物技术成功应用于传统中药，在改良中药材品质、实现中药资源的可持续利用方面取得重大突破。该项目近日获2007年度国家科技进步二等奖。

黄芪，是中医临床最常用的大宗药材之一。现代药理学研究发现，黄芪多糖、黄芪甲苷等主要生物活性成分，具有抗心肌缺血、缺氧、病毒性心肌炎的作用，以黄芪主要成原料的新药开发成为热点。黄芪主要生长在西北干旱地区，由于市场需求量不断增加，其野生资源受到极大威胁。它又是重要固沙植物，如无序采挖，可能成为沙尘暴肆虐的原因之一。其实，不仅是黄芪，许多野生中药资源在可持续利用方面都陷于样的“困境”。人工栽培是“解困”的一条途径，但药用植物需3－5年生长时间，难以满足市场的迫切需求；而且引种栽培代数越多，中药材质量退化就越厉害。

胡之璧带领的科研团队，探索运用基因工程技术，对中药活性成分进行代谢调控研究。他们选用黄芪作为模式药材，因为大部分中药像黄芪一样，以根入药。在黄芪身上找到“突破口”，不仅具有重要理论意义，而且对其它根类药材的可持续利用也具有示范作用。

技术难点之一，是定向生产中药材中的“宝贝”———目标活性产物。科研人员在黄芪无数基因中，找到调节其活性成分的两个基因，克隆后构建到载体上，然后由载体把两个基因导入黄芪培养物上，生成黄芪毛状根。他们应用基因工程手段，创建了黄芪代谢相关内源基因的扩增技术，调控黄芪活性成分生物合成，大幅度提高了黄芪中有效成分。由此，胡之璧带领的科研团队开创了中药基因工程这一研究新领域。

黄芪毛状根培养，如何从实验室“摇瓶”过渡到产业化的生物反应器培养？毛状根培养生物反应器是当今国内外研究的热点之一。胡之璧带领科研人员另辟蹊径，将透明颤菌血红蛋白基因引入黄芪毛状根，使这种生物在低氧条件下也能“茁壮”生长，不影响其活性成分的代谢水平。该技术属国际首创，创建了黄芪毛状根30升大规模培养体系，为其工业化规模生产提供了技术指导和示范。

专家点评

中国科学院院士陈凯先：该科研项目建立的药材基因克隆、载体构建、表达、毛状根规模培养等技术方法具有普适性，为中药资源的可持续利用提供了创新思路和方法，也为提高我国中药现代化研究水平作出了显著贡献。

如何利用代谢调控提高微生物产物的产量

一般改变微生物代谢调节的方法有如下几种:    

第一种 是采用物理化学诱变，获得营养缺陷型

第二种方法是应用抗反馈调节突变法。

第三种就是控制发酵条件，改变细胞的渗透性。

一、应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节

这是氨基酸生产菌育种的最有效的办法。营养缺陷型是指某菌种失去合成某种物质的能力，即合成途径中某一步发生突变，使合成反应不能完成，最终产物不能积累到引起反馈调节的浓度，从而有利于中间产物的积累。例如，用高丝氨酸缺陷型生产菌进行赖氨酸发酵。一般在形成赖氨酸的过程中有3种产物生成，只有赖氨酸和苏氨酸都达到一定浓度时，才能形成反馈抑制，从高丝氨酸切断这两个分支后，不能形成苏氨酸，也就不能形成反馈抑制。最后使赖氨酸的大量积累，这是打破代谢调节的第一种方法。

在直线式的合成途径中，营养缺陷型突变株只能累积中间代谢物而不能累积最终代谢物。

在分支代谢途径中，通过解除某种反馈调节，就可以使某一分支途径的末端产物得到累积。

二、应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节

抗反馈调节突变菌株，指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型菌株，或兼而有之的菌株。在这类菌株中，因其反馈抑制或阻遏已解除，或是反馈抑制和阻遏已同时解除，所以能分泌大量的末端代谢产物。

例如，当把（钝齿棒杆菌）培养在含苏氨酸和异

亮氨酸的结构类似物AHV（α-氨基-β-羟基戊酸）的培养基上时，由于AHV可干扰该菌高丝氨酸脱氢酶、苏氨酸脱氢酶以及二羧酸脱水酶，所以抑制了该菌的正常生长。如果采用诱变（如用亚硝基胍作为诱变剂）后所获得的抗AHV突变株进行发酵，就能分泌较多的苏氨酸和异亮氨酸。这是因为，该突变株的高丝氨酸脱氢酶或苏氨酸脱氢酶和二羧酸脱水酶的结构基因发生了突变，故不再受苏氨酸或异亮氨酸的反馈抑制，于是有大量的苏氨酸和异亮氨酸的累积。如进一步再选育出甲硫氨酸缺陷型菌株，则其苏氨酸产量还可进一步提高，原因是甲硫氨酸合成途径上的两个反馈阻遏也被解除了。

三、控制细胞膜的渗透性

微生物的细胞膜对于细胞内外物质的运输具有高度选择性。 细胞内的代谢产物高浓度累积着，并自然地通过反馈阻遏限制了它们的进一步合成。采取生理学或遗传学方法，改变细胞膜的透性，使细胞内的代谢产物迅速渗漏到细胞外。这种解除末端产物反馈抑制作用的菌株，可以提高发酵产物的产量。

1．通过生理学手段控制细胞膜的渗透性在谷氨酸发酵生产中，生物素的浓度对谷氨酸的累积有着明显的影响，只有把生物素的浓度控制在亚适量情况下，才能分泌出大量的谷氨酸。

生物素影响细胞膜渗透性的原因，是由于它是脂肪酸生物合成中乙酰CoA羧化酶的辅基此酶可催化乙酰CoA的羧化并生成丙二酸单酰辅酶A，进而合成细胞膜磷脂的主要成分——脂肪酸。因此，控制生物素的含量就可以改变细胞膜的成分，进而改变膜的透性和影响谷氨酸的分泌。当培养液内生物素含量很高时，只要添加适量的青霉素也有提高谷氨酸产量的效果。其原因是青霉素可抑制细菌细胞壁肽聚糖合成中转肽酶的活性，结果引起其结构中肽桥间无法进行交联，造成细胞壁的缺损。这种细胞的细胞膜在细胞膨压的作用下，利于代谢产物的外渗，并因此降低了谷氨酸的反馈抑制和提高了产量。

2．通过细胞膜缺损突变而控制其渗透性应用谷氨酸产生菌的油酸缺陷型菌株，在限量添加油酸的培养基中，也能因细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸的产量。这是因为油酸是一种含有一个双键的不饱和脂肪酸（十八碳烯酸），它是细菌细胞膜磷脂中的重要脂肪酸。油酸缺陷型突变株因其不能合成油酸而使细胞膜缺损。另一种可以利用石油发酵产生谷氨酸的Corynebacteriumhydrocarbolastus（解烃棒杆菌）的甘油缺陷型突变株，由于缺乏a-磷酸甘油脱氢酶，故无法合成甘油和磷脂。其细胞内的磷脂含量不到亲株含量的一半，但当供应适量甘油（200μg/ml）时，菌体即能合成大量谷氨酸（72g/L），且不受高浓度生物素或油酸的干扰。

吃什么可以清肠？

可以清肠的食物：

1、木瓜

木瓜里的蛋白分解酵素、番瓜素可帮助分解脂肪，减轻胃肠的工作量。木瓜中的果胶成分还有清理肠胃的功能，不过，木瓜要在吃完饭1-2时时后再吃，吃饱后立即吃，只会加重胃部负担。

2、酸奶

酸奶除了有丰富的钙质外，还能调理肠胃内细菌平衡，净化肠胃，刺激肠胃蠕动，防止便秘，减少肠胃疾病发生。但要注意的是，酸奶饮料或者乳酸饮料是被稀释后的饮料，效果没有较稠的酸奶好。

3、菠菜

菠菜能清理人体肠胃里的热毒，防治便秘。菠菜叶中含有一种类胰岛素样物质，能使血糖保持稳定。菠菜丰富的维生素含量能够防止口角炎、夜盲等维生素缺乏症。菠菜还含有大量的抗氧化剂，具有抗衰老、促进细胞繁殖作用，既能激活大脑功能，又可增强青春活力，防止大脑老化。

4、泡菜

海带又酸又辣的泡菜是许多人的最爱，尤其是韩国泡菜，腌制过程中使用生姜与辣椒，不但能燃脂美肌，其中的乳酸菌更能让你排便通畅，当成开胃菜最合适。

5、海带

中医专家指出，海带属于碱性食物，富含的碘可促进血液中三酸甘油酯的代谢，并防止血液酸化，有助于润肠通便，而且热量很低，膳食纤维丰富，能加速肠道的运动。

扩展资料：

清肠排毒的方法：

1、每天一餐用水果代替正餐

假若平日你一直食用较多的米饭，那么一个月内每天一餐以水果代替正餐，月底时小腹平坦得让你惊叹。因为水果的纤维素含量比较高，而且水果中还含有一些果胶，会使大便变软，对排便有帮助。但是，对于那些肠道问题比较严重的人来说，靠水果清肠排毒效果不会太明显。

2、每天摄取一定量的维生素排毒

维C、维E都有排毒的效果。维C每天不要超过一克，否则会引胃酸过多，还会影响生育。维E每天不能超过200毫克，否则副作用非常大，比如肌肉肌萎缩。

3、空腹喝蜂蜜

蜂蜜自古就是排毒养颜的佳品，含有多种人体所需的氨基酸和维生素。常吃蜂蜜在排出毒素的同时，对防治心血管疾病和神经衰弱等症也有一定效果。

蜂蜜中所含糖类比较丰富，可吸取体内水分留在肠腔里，利于清肠排毒。因为空腹进食肠道蠕动是最快的，需要提醒大家的是，要用偏凉的温水冲服蜂蜜，因为，太热或太冷都会破坏其营养结构。

参考资料：八大清肠能手，换你一个健康肠道-人民网

本文地址:http://www.dadaojiayuan.com/zhongyizatan/29018.html.

声明： 我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本站部分文字与图片资源来自于网络，转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们(管理员邮箱：602607956@qq.com)，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!

上一篇: 中药复方研究的计算机辅助药物设计技术

下一篇: 多糖研究是二十一世纪中药研究的热点领···