青蒿素生物合成研究进展

 目的介绍青蒿素生物合成的研究进展。方法以近几年有代表性的文献资料为依据,结合本实验室的工作,进行归纳,总结和分析。结果与结论青蒿素是一种具有独特结构的新型抗疟药,药物需求很大。近年来青蒿素生物合成研究进展迅速。青蒿素前体青蒿酸生物合成途径已基本明确,参与青蒿酸生物合成的酶基因都已经被克隆并进行了功能鉴定。将青蒿素生物合成相关基因导入微生物,利用微生物生产青蒿素前体物质青蒿酸的代谢工程取得了突破性的进展。但也有实验表明,在青蒿中可能存在两条青蒿素生物合成途径。     

青蒿素生物合成与基因工程研究进展

青蒿素因其在植物中的量很低并不能满足患者需求,提高青蒿中青蒿素的量是植物次生代谢研究领域的热点之一.综述了青蒿素生物合成途径的相关酶与基因,青蒿素生物合成的部位及特异性基因表达研究,植物激素和诱导子对青蒿素生物合成的影响,以及利用基因工程对青蒿进行遗传改良;提出了基因工程技术是提高青蒿素的理想途径之一.     

生物合成青蒿素及其衍生物研究概况

本文概括了目前有关生物合成青蒿素及其衍生物方面的研究,主要包括青蒿组织、器官培养;用于青蒿培养的生物反应器;青蒿素及其衍生物的前体及中间体生物合成以及相关分析检测技术。     

青蒿素生物合成途径基因组织表达分析与青蒿素积累研究

目的:研究青蒿根、茎、叶和花中与青蒿素合成相关基因的相对表达量,建立相关基因表达量与青蒿素积累的关系,为发现青蒿素生物合成中起主要作用的基因奠定基础。方法:采用qRT-PCR技术对不同组织中青蒿素合成途径涉及到的7个功能基因(HMGR,DXR,FPS,ADS,CYP71AV1,CPR,AAR)的表达水平进行分析,同时测定对应组织中青蒿素含量。结果:青蒿素生物合成上游途径涉及到的3个关键酶基因HMGR,DXR,FPS在花中的表达量最高;青蒿素生物合成特有途径涉及到的4个基因功能在根、茎、叶和花中均有表达;ADS表达量在叶中最高,其次为花,在茎中表达量最低;CYP71AV1表达量在花中最高,在叶中最低;CPR的最高表达量也出现在叶中;而AAR在各个组织中表达量相对而言都较低。青蒿素质量分数在叶中最高(0.343 mg.g-1),花中次之(0.152 mg.g-1),在根(0.062 mg.g-1)和茎(0.060 mg.g-1)中含量很低。结论:在青蒿素生物合成中,上游途径包括MVA和MEP途径在花中的代谢更加活跃,花可能是青蒿素前体合成的主要部位,其中来自于MEP途径的DXR对于青蒿素积累具有较大贡献;在青蒿素生物合成下游途径的4个功能基因中,ADS在各组织中的表达量与青蒿素含量完全一致,表现为正相关,表明ADS在青蒿素合成中起到重要作用,是该途径遗传改造的重要靶点。青蒿中各基因在不同组织中不是均一表达,而是有选择性的协同表达。     

鬼臼毒素生物合成研究进展

鬼臼毒素(podophyllotoxin)是一种成功商品化的天然木脂素,其衍生物依托泊苷(etoposide)、替尼泊苷(teniposide)等在临床上广泛应用于抗肿瘤、抗病毒治疗.植物提取是鬼臼毒素的主要来源,面对野生资源压力,人们分别开展了植物野生变栽培、植物细胞或器官培养、化学全合成等研究,以扩大鬼臼毒素来源.鬼臼毒素生物合成研究是开展植物规范化栽培和代谢工程的重要前提.20多年来尤其是近10年来,鬼臼毒素生物合成研究进展迅速,但鬼臼毒素的下游代谢以及整个合成途径基因水平的评述仍不足,因此作者专门针对鬼臼毒素的生物合成,对相关文献尤其是近10年的文献进行综述,重点介绍其合成途径关键环节的过程、主要产物、酶的特点与功能、已报道的酶编码基因等内容,以合理推测和概括鬼臼毒素的生物合成途径,同时对目前研究仍存在的问题和将来研究方向进行了讨论.     

转录因子调控青蒿素生物合成的作用机制研究进展

青蒿素是从药用植物黄花蒿Artemisia annua中分离的一种倍半萜内酯,广泛应用于疟疾治疗,野生资源含量较低。为缓解持续增加的需求,尝试提高青蒿素含量或产量的研究成为热点课题。转录因子具有调节代谢途径中一个或多个基因表达的作用,据报道,已有多个转录因子家族参与调节青蒿素的生物合成和积累,干预转录因子表达是提高青蒿素含量或产量的重要手段。从转录因子调控黄花蒿腺毛形成与发育和转录因子调控青蒿素生物合成2个方面综述青蒿素的生物合成机制,以期为青蒿素代谢的转录调控研究提供参考。     

青蒿素与西药联合应用治疗疟疾的研究进展

近年来疟疾在全球范围内的传播有抬头之势,疟原虫经过数十年的不断传播,已经对一些常用的抗疟药物产生抗药性．而青蒿素与西药联用治疗疟疾取得较好疗效。     

青蒿素代谢调控研究进展

青蒿素是治疗疟疾的特效药并被广泛使用。黄花蒿中青蒿素的量很低,远不能满足需求,开展青蒿的代谢调控研究是提高青蒿素产量的有效手段。总结了影响青蒿素产量的多种因素,包括青蒿素生物合成及支路途径关键酶基因、转录因子、植物激素、逆境、诱导因子和腺毛等。通过概述各因素在青蒿素代谢调控中的研究进展,归纳出基于青蒿素生物合成途径的常规次生代谢调控策略和基于腺毛的新型代谢调控策略,丰富了青蒿素代谢调控的路径,为培育优质高产转基因青蒿品系和改良青蒿种质遗传提供新思路。     

青蒿素类药物的生物及抗肿瘤研究进展

青蒿素是通过一系列的化学手段从中草药中提取出来,具有较高医疗价值,它对于疟疾的治疗有很大的帮助.青蒿素在其他层面的运用将会愈发广泛,这主要体现在癌症的治疗、其他寄生虫的抵抗等层面,这一药物未来的前景十分广阔.     

青蒿素提取技术研究进展

青蒿素是利用我国特有的植物资源黄花蒿研制成功的一种全新的抗疟有效单体。它的发现成为世界抗疟药史上继奎宁之后的又一个重要里程碑。由于其结构独特，抗疟机理特别，对抗氯喹的恶性疟和脑性疟有特效，且有高效低毒的特点，而被WHO称为“世界上目前唯一有效的疟疾治疗药物”。本着重针对青蒿素天然产物提取方法研究做一综述。     

青蒿素产量影响因素的研究进展

青蒿素(artemisinin)是抗疟特效药,其原料植物黄花蒿Artemisia annua的生产是亟需解决的问题.从黄花蒿的分布、种质资源,以及气候因素、土壤条件、人工栽培措施、采集时间、采集方式等方面对影响青蒿素产量的因素研究进行综述.不同地理环境中的青蒿素产量高低存在差异,气候、种质对其有影响,而土壤的影响则不显著;采集方式以及人工栽培措施的改进,可以提高青蒿素的量.并对今后研究方向予以展望.     

提高青蒿素产量的生物技术研究进展

青蒿素是目前治疗疟疾的特效药,主要来自于中药黄花蒿。由于自然资源有限,人们试图通过各种栽培方法来获得高产量的青蒿素。对自青蒿素大量应用以来的获得高产量青蒿素的生物技术研究进行了比较详尽的综述,包括育苗栽培多次收割法、组织培养法、转基因克隆法。     

黄花蒿中青蒿素生物合成相关转录因子研究进展

以青蒿素为基础的联合疗法是疟疾的首选治疗方案,而药用植物黄花蒿Artemisia annua是青蒿素的唯一天然来源,也是目前最主要的青蒿素来源,因此培育高产青蒿素的黄花蒿一直是国际研究热点。青蒿素是黄花蒿的次生代谢产物,在植物的次生代谢物合成过程中,关键的转录因子可以调节代谢途径中某个或多个基因的表达,从而调节代谢流的方向和速度,决定着代谢物的产量,因此关键转录因子的表达对于青蒿素的合成非常重要,通过干预转录因子的表达也是提高青蒿素产量的重要手段。综述了黄花蒿中已研究的转录因子功能及调控机制,特别是对筛选获得转录因子基因的方法进行总结,以期为揭示青蒿素合成调控网络奠定基础。     

人参皂苷生物合成途径及其相关酶的研究进展

人参皂苷是人参的主要有效成分,经研究表明其具有很好的药用价值。明确人参皂苷的生物合成途径及其相关反应酶是利用生物技术手段提高人参中皂苷含量的前提。综述人参皂苷的生物合成途径,并介绍了3-羟基-3-甲基戊二酸CoA还原酶(HMGR)、=牛儿基二磷酸合成酶(GPS)、法尼基二磷酸合成酶(FPS)等人参皂苷合成途径相关酶的研究进展。     

The development of artemisinin resistance in malaria: reasons and solutions

Despite world‐wide efforts in fighting malaria, this mosquito‐borne infectious disease is a huge burden for the population, especially in tropical and subtropical areas. The WHO recommends artemisinin‐based combination therapy for the treatment of uncomplicated Plasmodium falciparum malaria. However, artemisinin resistance cannot now be ignored. Factors affecting the development of artemisinin resistance include uncontrolled use of artemisinin‐based combination therapy (ACT), mobile populations and migrants, artemisinin monotherapy, the use of subtherapeutic levels of artesiminin, substandard and counterfeit drugs, high treatment cost, and co‐use of artemisinin derivates as prophylactic agents. Promising herbal alternatives are already in the pipeline, but the only long‐term solution for eradicating malaria would be the development of a successful vaccination. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.