满爱丽 于娜
哈药集团制药六厂
摘要:随着我国医学水平的提升,在中药领域也做出了相当大的努力。目前,中药在生物转化的研究上提供了良好的研究方向,本研究主要针对中药生物转化研究中微生物的应用做详细的探究,为相应部门的研究提供一定的参考。
关键词:中药;生物转化研究;微生物应用;
现代科学将医学技术和医用药学结合在一起。为了更好地为人们服务,需要将中药生物转化技术集中在微生物技术上,通过微生物应用,为患者提供更好的治疗效果。提升我国的微生物应用水平,可以加强我国在国际医学领域的竞争力,是未来医学发展的大趋势。
1.浅析中药生物转化研究
1.1简介中药生物转化技术
生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节,是机体维持稳态的主要机制。是利用植物离体培养细胞或器官等对外源有机底物某一特定部位或功能集团进行特异性的结构修饰以获得有价值产物的生理、生化反应,其本质是利用生物体系本身所产生的酶对外源化合物进行催化反应。它具有反应选择性强、反应条件温和、副产物少、不造成环境污染和后处理简单以及可进行传统有机合成所不能或很难进行的化学反应等的优点。生物转化作用受年龄、性别、肝脏疾病及药物等体内外各种因素的影响。例如新生儿生物转化酶发育不全,对药物及毒物的转化能力不足,易发生药物及毒素中毒等。老年人因器官退化,对氨基比林、保泰松等的药物转化能力降低,用药后药效较强,副作用较大。此外,某些药物或毒物可诱导转化酶的合成,使肝脏的生物转化能力增强,称为药物代谢酶的诱导。例如,长期服用苯巴比妥,可诱导肝微粒体加单氧酶系的合成,从而使机体对苯巴比妥类催眠药产生耐药性。
生物转化一般分为Ⅰ、Ⅱ两个连续的作用过程。在过程Ⅰ中,异物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构,形成某些活性基团(如—OH、—SH、—COOH、—NH2等)或进一步使这些活性基团暴露。在过程Ⅱ中,异物的一级代谢物在另外的一些酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合,生成结合产物(二级代谢物)。
随着中医药现代化战略的逐步推行,中医药发展正迎来新的挑战与机遇。中国科学院院士王夔在为《中药成分代谢分析》作序时指出:“近年来中药现代化研究基本上是以产品为目标,以新中药制剂开发为目的。开发有余,而研究不足。我们必须强调中药的现代化要以中药学现代化为基础;也就是中药学要用世界自然科学和医学科学能够接受的概念和理论来阐述。
1.2中药生物转化研究简史
中药在我国人民与疾病长期斗争的过程中,为中华民族的繁衍昌盛做出了不可磨灭的贡献,如何使传统中药的特色和优势与现代科学技术相结合是我国中药现代化的重要课题之一。利用微生物强大的分解转化物质的能力转化来生产中草药,为中药的发展开辟了一个新的空间,是中药现代化的有效途径之一。
微生物转化概述1864年巴斯德发现乙酸杆菌能将乙醇氧化为乙酸,开启了人类通过微生物方法合成化学物质的大门,而20世纪50年代利用微生物对甾体化合物的结构改造成为了工业化微生物转化最重要的里程碑。微生物转化中药成分的研究始于20世纪90年代初,日本的小桥恭一发现中草药成分如番泻苷,可借助肠道细菌转化为致泻有效成分,随后对系列糖苷类化合物如黄芩苷、人参皂苷等进行了研究,指出糖苷类化合物为天然前药。微生物转化是目前对中药进行生物转化的最主要方法。
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1.3中药生物转化研究前景
中药活性成分是中药防病治病的物质基础,也是中药现代化研究的重要内容之一。微生物转化技术在中药活性成分的现代化研究中具有十分重要的作用,广泛用于中药活性成分的合成、结构修饰以及新化合物的开发。微生物转化可以有效地提高已知中药活性成分的药效、降低毒副作用、改善水溶性和生物利用度,也可以用来生产具有重要应用价值的微量天然活性先导化合物,同时可用于药物代谢机制的研究。也就是说,在未来的发展中,中药生物转化研究成果有很大的应用市场。
2.我国的微生物应用分析
微生物转化中药具有独特的优势,用微生物来进行中药生物转化的研究在很大程度上加快了中药新药的开发和中药现代化的进程,特别是在提高中药治疗效果、中药剂型改进、创制新药等方面提供了新的技术手段。但目前绝大部分研究工作仍处在实验阶段,缺乏工业化生产的实例。微生物转化中药的反应可以被看作微生物发酵过程,所以可以连续进行。同时由于设备和原料简单易得,生产成本较低,可进行工业化规模生产。随着当代生物技术的发展,溶剂工程、原生质体及其融合、诱变和基因重组等新技术也引入了中药的微生物转化研究中,这不仅增加了合成中药衍生物的多样性,也为发现新的生理活性物质提供更多的可能性。
微生物在中药的特殊环境中也有可能会产生新的代谢反应,因为中药的物质可能对微生物的生长和代谢有促进或抑制作用,从而改变微生物的代谢途径,形成新的成分或改变各成分的相互比例。微生物的分解作用也会将中药中的有毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用。
3.简介中药生物转化研究在微生物中的应用
3.1简析应用实例
生物转化本质上是一个酶促反应,它受到诸多因素的制约,如转化时间、温度、底物添加方式、酶的诱导剂、抑制剂以及生长调节剂的加入都对转化有一定的影响。传统的生物转化方法主要包括:①分批培养转化法;②静止细胞转化法;③应用微生物孢子进行生物转化,空白背景干扰小,生物转化活力较高;④应用固定化细胞进行生物转化,可以反复使用,具有产物提取简单,便于自动化和大规模的工业化生产的优势;⑤应用渗透细胞进行生物转化,适合于胞内酶作用的生物转化;⑥利用酶进行生物转化,具有专一性强的特点。
有研究表明,中草药有效成分大多是微生物的次生代谢产物,这些代谢产物可将人体不能直接利用的中药有效活性组分,在体外降解为分子量较小的小分子活性物质。依照资料可知,云南中医学院的学者戴万生等用发酵法炮制大黄,改变了大黄有效成分中蒽醌类的含量。香港中医博士吴志勇与内地教授林陆山合作,将黄芪发酵后使黄芪多糖的含量较传统的煎、煮、熬水提法提高了5倍,且该发酵中药只需1/28的量,即可与一般煎、煮、熬的水提物一份的量发挥同等药效,大大节省了用药量。王峰等在鸡腿蘑的发酵培养基中添加了毒性低、药食两用的中药材进行研究,结果显示添加苦瓜后的发酵液具有明显的降血糖功效。王贞佐等研究了焦三仙、黄芪、当归、海马、柴胡五味中药对冬虫夏草的发酵作用,实验结果表明,发酵液对冬虫夏草菌丝体生长有明显的刺激作用。
通过以上介绍的实例可知,中药生物转化研究应用是具有一定可行性的。
3.2分析应用前景
开展中药成分的微生物转化研究可以发挥我国传统中医药的理论和生物资源丰富的优势,为中药新药研究开发开辟新的道路,对形成具有自主知识产权的新药具有极其广阔的前景。中药的微生物转化需要微生物学、中药学乃至药物代谢工程学等多学科参与进行,涉及到多学科多领域的交叉发展,这为科研工作带来了新的机遇与挑战。我国对于中药微生物转化的系统研究起步较晚,与国外相比存在着一定的差距。但随着相关学科的发展和科研成果的不断涌现,这一技术必将会拓展广阔的发展空间,并在中药新药研究开发中占有越来越重要的地位。
4.结语
通过全文的论述,读者可以清楚地了解到目前中药生物转化研究现状,以及未来在微生物领域的应用前景,将中药生物转化研究成果应用于微生物领域,制成新新药剂供患者使用是我国医学发展的一大进步。所以,提升应用水平是至关重要的。
参考文献:
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[3]Robert J.Linhardt,孙晋武;与微生物转化和生物转化有关的专利及文献[J];中国生物工程杂志;1988年03期
论文作者:满爱丽,于娜
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签:中药论文; 微生物论文; 生物论文; 活性论文; 成分论文; 药物论文; 作用论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;