论文题目: 紫杉醇及紫杉烷的积累规律与代谢谱研究及其应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物医学工程
作者: 赵春芳
导师: 余龙江
关键词: 紫杉烷,代谢轮廓分析,紫杉醇生物合成,红豆杉,液质联用
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 紫杉烷是以抗癌药物紫杉醇为首的、具有五甲基十五碳烯骨架的一类二萜类化合物的总称,其中有些紫杉烷可作为半合成紫杉醇的原料,有些具有多方面的药理活性。紫杉烷化学合成困难,大规模培养植物细胞和种植红豆杉,是获得紫杉醇和其它重要紫杉烷的可行途径,但目前面临着产量不稳定的问题。深刻认识紫杉醇的生物合成机制,通过遗传改造对植物或细胞实施代谢工程是解决这一问题的根本出路。本论文主要从紫杉烷类物质的积累规律和代谢轮廓分析的侧面切入到紫杉醇的生物合成的研究主题。通过构建中国红豆杉植物和细胞提取物中紫杉烷的代谢特征图谱, 利用液质联用方法鉴定谱图中的组分,结合不同的生态条件调查和诱导手段,试图从植物代谢组学的观点和角度研究紫杉烷的生物合成、代谢和积累的规律,在此基础上,探讨可持续性的利用红豆杉资源提高紫杉醇及有药用价值的紫杉烷产量的新技术、新途径。首先研究红豆杉植物或细胞样中微量紫杉烷的精确检测方法。发现用甲醇浸提,固相萃取( SPE)方法制样,以乙腈-甲醇-水三元流动相等度洗脱和C18 柱反相色谱体系、检测波长为227nm,对紫杉醇、10-去乙酰巴卡亭III 、巴卡亭III 、巴卡亭VI 和1-乙酰-5,7,10-去乙酰巴卡亭I 等5 种紫杉烷同时检测,最低检测限为0.5～4.5 mg/L,紫杉醇在2.0～180 mg/L (r= 0.9993)、10-DAB 在2.0～166.0 mg/L (r=0.9975)、B III 在6 ～170 mg/L (r=0.9937)、B-VI 在7.0～200.0 mg/L(r=0.9921)、DAB-I 在1.0～130 mg/L (r=0.9945)范围内具有良好的线性关系; 紫杉醇回收率为98%±1.5%,日内RSD 为1.8%,日间RSD 为2.5%。在此基础上,经固定提取和粗分离方法,获得了植物和细胞样中紫杉醇极性相关的一组紫杉烷的HPLC 色谱图,并通过了稳定性、精密性等方法学验证; 接着,进一步探讨了利用特征图谱对不同品种、不同植物组织部位的紫杉烷化学组进行动态分析的方法。利用液质联用确定了中国红豆杉细胞培养物所产生的主要紫杉烷。通过遗传相关性和广泛的文献查阅,可以确定分子结构的有Taxuyunnanine C 及其C14位丙酰和异戊酰取代衍生物,和yunnanxane、taxol、B III、DAB-I、B-VI 等8种紫杉烷,另外5个化合物获得了分子量信息,并根据质谱裂解规律归属了它们分子结构类型、取代基种类和数量,提出了可能的分子结构式。
论文目录:
摘要
Abstract
符号缩写
1 绪论
1.1 紫杉醇概述
1.2 紫杉烷二萜化合物家族与红豆杉简介
1.3 具有药用活性和制药用途的重要紫杉烷
1.4 紫杉烷的来源及尚未解决的问题
1.5 影响植物次生代谢物积累的因素分析
1.6 植物代谢组学概念、内容及研究意义
1.7 本研究的目的意义及主要内容
2 紫杉烷代谢谱研究分析方法的建立
2.1 紫杉醇及相关紫杉烷分析检测方法的选择
2.1.1 生物样中紫杉醇及相关紫杉烷的分析特点
2.1.2 紫杉醇及相关紫杉烷的分析方法
2.2 同时分析紫杉醇及极性相关的紫杉烷HPLC 方法的建立
2.2.1 材料与方法
2.2.2 结果与讨论
2.3 紫杉烷代谢特征谱的建立
2.3.1 前言
2.3.2 材料与方法
2.3.3 结果
2.3.4 讨论
2.4 紫杉烷的液质联用分析方法的建立
2.4.1 实验部分
2.4.2 结果
2.4.3 讨论
2.4.4 结论
2.5 本章小结
3 基于代谢轮廓分析研究细胞中紫杉烷合成途径与诱导作用位点
3.1 紫杉醇生物合成途径和关键酶基因研究进展
3.1.1 前言
3.1.2 紫杉醇生物合成途径
3.1.3 关键酶与关键步骤
3.1.4 尚未完成的步骤
3.2 茉莉酸甲酯诱导下中国红豆杉细胞产紫杉烷类物质群代谢特征
3.2.1 前言
3.2.2 材料与方法
3.2.3 结果
3.2.4 讨论
3.3 真菌诱导子作用下中国红豆杉细胞产紫杉烷类物质群代谢特征
3.3.1 材料与方法
3.3.2 结果
3.3.3 讨论
3.4 本章小结
4 植株中的紫杉烷分布、代谢谱及积累规律研究
4.1 基于紫杉烷化学特征谱分析的代谢规律研究
4.1.1 前言
4.1.2 材料与方法
4.1.3 结果与讨论
4.2 中国红豆杉中重要紫杉烷的时空分布
4.2.1 前言
4.2.2 材料与实验
4.2.3 结果与讨论
4.3 中国红豆杉枝叶采后重要紫杉烷的动态变化规律
4.3.1 前言
4.3.2 材料与方法
4.3.3 结果与讨论
4.4 紫杉烷生物合成、积累规律及其影响因素分析
4.4.1 遗传因素
4.4.2 地域的影响
4.4.3 植物生理和生态的影响
4.4.4 结论
4.5 本章小结
5 红豆杉中紫杉烷资源可持续性利用新技术的研究
5.1 可再生红豆杉资源生产紫杉醇新方法研究
5.1.1 前言
5.1.2 材料与方法
5.1.3 结果与讨论
5.1.4 小结
5.2 用氧化水解方法促使结合态紫杉烷去糖基的研究
5.2.1 前言
5.2.2 提取-转化过程设计
5.2.3 材料与方法
5.2.4 结果与讨论
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 红豆杉发根培养图片
附录2 天然红豆杉
附录3 攻读博士期间发表的文章,专利
永久通讯地址
发布时间: 2006-04-05
参考文献
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