賀 巒，高學(xué)鵬，彭 楊

（江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000）

1 微生物轉(zhuǎn)化

中藥的成分復(fù)雜龐大，一般包括幾個大類：生物堿類、酯類、黃酮類、醌類、配糖體類 (皂苷)、鞣質(zhì)等。由于這些活性成分在中藥材中含量較低，而且雜質(zhì)多，其中甚至某些成分有毒性，不僅體內(nèi)轉(zhuǎn)化能力弱，而且口服利用度低，起效慢。微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)是一種利用微生物產(chǎn)生的一系列酶，通過催化作用，提純影響天然藥物的成分含量，在增加穩(wěn)定性，去除雜質(zhì)的同時，提高藥效，降低毒性。

2 在中藥中應(yīng)用微生物轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢

2.1 皂苷類資源微生物轉(zhuǎn)化

傳統(tǒng)中藥中，我們會使用皂苷類化合物抗腫瘤、提高心血管活性、抗病毒、抗過敏、降膽固醇等。實驗表明，通過微生物轉(zhuǎn)化法，可以提高皂苷的生理活性，有效改變皂苷糖鏈結(jié)構(gòu)。在皂苷類微生物轉(zhuǎn)化的課題研究中，人參皂苷是目前研究最多的。從韓國傳統(tǒng)發(fā)酵食品泡菜中，可以成功提取出藥理學(xué)活性更強的CK。在pH6.0、30℃、反應(yīng)72h的最佳條件下，類消化乳桿菌LH4以HPLC、TLC以及NMR分析酶反應(yīng)，成功的將1.0 mg/mL的人參皂苷Rb1轉(zhuǎn)化得到0.52 mg/mL的CK，摩爾轉(zhuǎn)化率達到了88%。實驗室技術(shù)難題已經(jīng)得到了有效的攻破，LH4（類消化乳桿菌）也就有了工業(yè)制備CK的可能。在分離鑒定20（R）－人參二醇時，共發(fā)現(xiàn)了五種化合物，且這五種化合物被證明可具有增強抑制HSC-T6細胞增值的作用。用微生物強大的酶系統(tǒng)，微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)為中藥現(xiàn)代化的發(fā)展開辟新思路，實現(xiàn)中草藥活性成分的分解轉(zhuǎn)化。因此，對于明確藥物療效和作用機理而言，采用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)來模擬體內(nèi)的代謝過程有著重要的作用。與此同時，在提高作用效果、發(fā)現(xiàn)新化合物及提高其皂苷含量方面，應(yīng)用微生物技術(shù)轉(zhuǎn)化虎杖苷、連翹苷、芍藥苷、薯蕷皂苷元、積雪草皂苷和絞股藍皂苷等都有相應(yīng)的文獻記載。

2.2 微生物轉(zhuǎn)化黃酮類資源

現(xiàn)階段黃酮類成分研究的新方向，就是在轉(zhuǎn)化天然黃酮產(chǎn)物時應(yīng)用微生物技術(shù)。黃酮類成分的研究受到限制是由于在體內(nèi)外，黃酮類成分有著不同的生物活性。從南京土壤中，Wang等在10%乙醇條件下，分離得到CGMCC4913，由葛根素轉(zhuǎn)化為7-O-果糖苷的葛根衍生物，其衍生物不僅抗氧化活性以及水溶性得到較大的改進，而且轉(zhuǎn)化率高達97.6%。主要活性為黃酮的是多甲氧基黃酮（PMF），其生物活性多種多樣，表現(xiàn)為抗氧化損傷以及抗癌。以活性為向?qū)ШY選，Kim首次研究PMF代謝相關(guān)的人體腸道細菌，通過對其體外表征以及生物轉(zhuǎn)化的研究，最終篩選出MRG-PMF1菌種，Blautia屬。通過MRGPMF1，去甲基化黃酮可以由將PMF代謝而成，其中5,7,4-三甲氧基黃酮以及5,7-二甲氧基黃酮分別代謝成為芹菜素（5,7,4-三羥基黃酮）以及白楊素（5,7-二羥基黃酮），C-4位甲氧基優(yōu)先水解，這極大的提升我們對黃酮類化合物的認知。發(fā)現(xiàn)新的生物活性黃酮化合物，以及在人體腸道代謝過程，意義重大。為了清除自由基、改善黃酮含量以及酚酸的能力，微生物發(fā)酵處理的方法效果明顯，通過比較芽孢桿菌菌種烤、蒸以及發(fā)酵等工藝，我們可以從結(jié)果中明顯看出，菝葜葉總黃酮以及總酚酸的含量，在微生物發(fā)酵過后，含量顯著提高，此外氧自由基吸收能力提升最為明顯，尤其是米曲霉以及釀酒酵母發(fā)酵過后。在釀造工業(yè)中，雌性啤酒花球果有著非常高的應(yīng)用價值，由于具有抗癌、抗炎、抗微生物、抗氧化以及雌性激素的作用，而且大量黃酮類成分，更重要的是胃腸微生物群以及黃酮類化合物的生物轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物酶促反應(yīng)下，所得的轉(zhuǎn)換產(chǎn)物應(yīng)用潛力巨大。

2.3 生物堿類資源微生物轉(zhuǎn)化

由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且為環(huán)狀，在植物體內(nèi)的生物堿大多呈堿性，為一類含氮有機化合物，有抗癌、抗菌消炎、鎮(zhèn)痛、解痙以及止咳平喘的作用，生理活性顯著。通過合成生物學(xué)策略以及應(yīng)用代謝工程，可以將中藥植物中含量豐富的生物活性分子原小檗堿，由簡單的芐基異喹啉，反應(yīng)催化轉(zhuǎn)換為復(fù)雜高級的生物堿原小檗堿。原小檗堿類生物堿，通過載體中生物的合成途徑，也就是優(yōu)化釀酒酵母等方法，實現(xiàn)了高效的合成，這一成功的案例具有里程碑的意義，實現(xiàn)微生物細胞工廠或者利用酶法合成，最終實現(xiàn)其他高價值的化合物。采用高效有力的生化途徑和微生物特定的酶，生物修復(fù)是清理環(huán)境污染綜合性效果最好的方法，在降解劇毒雜環(huán)化合物時，尤其是煙草生物堿，效果顯著。這些嗜酸性微生物經(jīng)過煙堿代謝轉(zhuǎn)化后，碳和氮便成為其生長的唯一能量來源，消耗殆盡，自然就可以降解。通過吡咯烷途徑或者經(jīng)吡啶途徑，細菌將煙堿完全降解。兩通路中共同的中間關(guān)鍵酶，是6-羥基-3-琥珀吡啶 （HSP）羥化酶，煙堿經(jīng)由該酶轉(zhuǎn)化為2，5-二羥基吡啶。在觀察惡臭假單胞菌作用于煙堿，并將其降解的過程中，Tang等發(fā)現(xiàn)并通過分析，識別降解過程中，參與的煙堿代謝酶，6-羥基-3-琥珀吡啶是由3-琥珀吡啶轉(zhuǎn)化而成，整個過程中參與的催化酶還有鐵氧還蛋白、molybdopterin脫氫酶以及molybdopterin結(jié)合氧化酶，同時整個過程中還進行基因的克隆表達，發(fā)現(xiàn)了一定量的煙堿氧化還原酶（nicA2）。上述過程的發(fā)現(xiàn)與探索，極大的推動自然界有毒化合物的降解，進而人類保護環(huán)境可以踏上新的征程。

3 結(jié)語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是生物科技的不斷發(fā)展，讓中藥資源可以有較大的利用，多年的研究我們已經(jīng)在加工技術(shù)、藥理研究以及分離純化等技術(shù)方面獲得突破性進展。微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)一定程度上，解決化學(xué)合成這一方法無法合成某些化合物的問題。而這一技術(shù)應(yīng)用在藥學(xué)領(lǐng)域，為醫(yī)藥學(xué)工作者開辟新的探索道路，但是人類的知識儲備有限，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)難度很大。目前可以用來提高生物轉(zhuǎn)化效率的方法，如發(fā)酵和生物轉(zhuǎn)化介質(zhì)、相關(guān)關(guān)鍵酶的合理設(shè)計以及微生物群基因庫的探索等。對于中藥資源的開發(fā)研究而言，微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究工作意義重大，中藥資源經(jīng)過微生物轉(zhuǎn)化處理之后，大量的衍生化合物可以被生產(chǎn)出來，為新藥物的發(fā)展與研究開辟新的道路，是未來中醫(yī)藥突破的關(guān)鍵。