文
乔宏兴
二、中药发酵活性成分的转化与创新药物资源开发
中药是中华民族历史文化和现代文明的重要组成部分,是防病治病的物质基础。由于一些疾病如心血管疾病、恶性肿瘤、微循环系统疾病、糖尿病、肝炎、艾滋病等难以找到有效药物来治疗,很多国家开始从天然药物、传统药物和民族药物中寻找途径。我国已将医药产业列为21世纪支柱产业。中药及天然药物活性成分的生物转化可能为从中药及天然药物中开发具有我国自主知识产权的新型药物提供研究思路。
生物转化规律可以指导新药的结构修饰。目前,以已知天然活性成分为先导化合物,通过有机合成、结构改造等方法寻找和开发新的高活性低毒药物,是被实践证明最行之有效的开发新药的途径之一。
1.对天然活性成分的转化
中药所含的有效成分是中药发挥药效的物质基础。天然活性成分如紫杉醇、三尖杉碱、喜树碱等,在中药材中的含量仅有万分之几甚至更低,其结构中有多个不对称中心,化学合成难度较大。而野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降,中药资源及创新药物开发研究将面临的重大难题就是其原料药来源不能满足批量化生产的需求,这也是高水平天然药物实现广泛应用,实现现代化、国际化的瓶颈。仅依靠从现有野生植物中寻找原料资源难于满足工业化生产需要。尤其是多年生药材,由于栽培成本不断提高、产量难以保障,导致栽培也难以解决原料药问题。但就原料药问题来说,某种中药不可能仅含一种活性成分,往往有一些生源关系相近或结构类似的化合物,如喜树果为蓝果树科植物旱莲木的果实,含有喜树碱、羟基喜树碱、去氧喜树碱、甲氧基喜树碱等多种结构类似的生物碱。喜树碱和羟基喜树碱为抗癌有效成分,其中10-羟基喜树碱疗效好、毒性低,但从该植物中提取分离10-羟基喜树碱费时费力、浪费资源。
研究表明利用曲霉菌对喜树碱进行羟基喜树碱的定向转化,发现多种微生物能定向地将喜树碱转化为10-羟基喜树碱,这些研究为解决10-羟基喜树碱的资源问题提供了新的途径。另外,还可利用微生物的脱烷基化酶、羟基酶等使甲氧基喜树碱、去氧喜树碱转化成喜树碱、羟基喜树碱。近年来喜树碱及其衍生物作为DNA拓扑异构酶抑制剂引起普遍的