开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
开题报告内容:
一、研究背景
- 黄酮醇类化合物的介绍及药理作用:
黄酮类化合物(flavonoids)是自然界广泛存在的一类植物次生代谢产物,种类繁多,结构具有多样性。在结构上黄酮类化合物是一类其骨架具有15个碳原子组成的化合物(C6-C3-C6),骨架中含有两个苯环,两苯环之间由一个C3部分桥连。
药理实验证明其具有抗氧化、清除自由基、抗炎、抗肿瘤、抑制微生物等多种药理活性,尤其是其抗肿瘤与治疗心血管疾病方面的显著成就已引起国内外医药工作者的广泛关注。然而黄酮类化合物较低的水溶性与生物利用度限制了其在临床上的应用,本实验组利用Gliocladium deliquescens NRRL 1086对黄酮醇类化合物进行生物转化,以期获得活性更好的转化产物。
- Gliocladium deliquescens NRRL 1086对黄酮醇类化合物的生物转化:
对黄酮类化合物进行结构修饰,除了化学方法,生物转化也是一种切实可行的策略。相比于化学手段的定向修饰,生物转化具有一定的催化特异性,副产物少,经济有效,环保等优点。而且利用生物转化手段对黄酮类化合物进行结构修饰,往往可能产生一些自然界中不存在的新的黄酮类化合物,这也是生物转化引起人们相当大的兴趣的一个原因。针对黄酮类的化合物,其生物转化催化类型主要分为羟基化反应、糖基化反应、脱糖反应、O-甲基化反应、硫酸化反应、C环裂解反应等。其运用意义:通过羟基化、糖基化等反应,可以改善黄酮类化合物水溶性差、稳定性差、生物利用度低和毒副作用太强等缺点。另外对黄酮类化合物中与活性成分结构类似的无效成分或活性较低的成分进行转化,可以提高资源的利用度和产品附加值。黄酮类化合物结构多样,种类繁多,利用微生物转化对其结构改造,配合高效快速的药物筛选技术,发掘新的天然高效活性先导化合物,为寻找和开发新药提供了行之有效的途径。通过对黄酮类化合物的生物转化研究,有助于了解其体内作用机制。从微生物转化黄酮类化合物的反应类型来看,既有羟基化等I相代谢反应类型,也有糖基化、葡萄糖醛酸化、硫酸酯化、甲基化等II相代谢反应类型,这与黄酮类化合物在体内的代谢反应类型具有很多的相似性,因此可以利用微生物转化做外研究体内代谢的一个辅助工具,用来预测其在动物体内的代谢情况,并可以为体内代谢提供充足的对照品和产物,以供结构鉴定和活性筛选。
Gliocladium deliquescens NRRL 1086是本课题组研究较多的菌株之一,前期研究发现其可催化包括鲁斯可皂苷元、四氢小檗红碱以及二苯甲酮等多种天然产物糖基化反应,是一种催化天然小分子化合物糖基化的有效工具。在实验室前期研究Gliocladium deliquescens NRRL 1086对天然小分子化合物糖基化过程中,发现Gliocladium deliquescens NRRL 1086对槲皮素的转化十分迅速高效,12h内槲皮素几乎可以完全转化,生成糖基化产物和硫酸酯化产物,这为槲皮素的结构修饰提供了一种有效的手段。Gliocladium deliquescens NRRL 1086对黄酮类的化合物均有一定的转化能力,例如山奈酚、杨梅素、高良姜素、桑色素、花旗松素,在24h几乎完全转化。
- Gliocladium deliquescens NRRL 1086对槲皮素生物转化:
Gliocladium deliquescens NRRL 1086是一种丝状真菌,研究表明其具有催化天然产物羟基化、糖基化以及酯键水解等多种反应的能力。此次实验用Gliocladium deliquescens NRRL 1086催化槲皮素生成异槲皮苷和开环的缩酚酸酯,这其中涉及到糖基转移酶和催化槲皮素开环的双加氧酶Quercetinase。
Gliocladium deliquescens NRRL 1086催化槲皮素反应过程中既有双加氧反应的I相代谢类型,又有糖基化反应的II相代谢类型,其反应过程中涉及到氧化酶、糖基转移酶、糖苷酶以及酯水解酶等多种催化酶系,这与黄酮类化合物在哺乳体内的代谢反应类型具有很多的相似性,这提示我们可以利用微生物转化做外研究体内代谢的一个辅助工具,用来预测其在动物体内的代谢情况。
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