喜树CMCs和DDCs体系对香豆素类成分的生物转化

摘要

喜树(Camptotheca acuminate Decne.)是蓝果树科(Nyssaceae)喜树属(Camptotheca)植物。本实验室以喜树的幼茎和嫩叶作为外植体分别诱导出形成层分生组织(Cambial meristematic cells，CMCs)和愈伤组织(Dedifferentiated plant cells。DDCs)。DDCs是经细胞脱分化所形成的细胞系，而CMCs则是具有持续性分裂能力的未脱分化的细胞系。本文考察了喜树CMCs悬浮培养体系和DDCs悬浮培养体系的显微镜特性差异、对γ射线及类辐射药物的敏感度差异，进一步确定了诱导所得喜树CMCs具有植物干细胞的特性。
　　喜树碱(Camptothecin。CPT)和10-羟基喜树碱(10-Hydroxycamptothecin,10-OH-CPT)是喜树中的有效成分，它们的合成途径涉及到很多酶和基因。本文对喜树CMCs和DDCs中4个关键酶：色氨酸脱羧酶(tryptophan decarboxylase。TDC)、异胡豆苷合成酶(strictosidine synthase。STR)、色氨酸合成酶(tryptophan synthetase。TSB)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylgutaryl-coenzyme A reductase。HMGR)的相关基因tdc1、tdc2、str、tsb、hmg2、hmg3的表达量进行了对比，结果发现喜树CMCs2中tdc2、str基因的表达量远远高于CMCs1和 DDCs中的表达量。
　　香豆素是存在于自然界中具有抗肿瘤、抗真菌以及抗凝血作用的一类化合物。然而，香豆素类衍生物水溶性低且毒性大，限制了其临床应用。本文以Pechmann法合成4个甲基取代的香豆素：4,8-二甲基-7-羟基香豆素(I)、4,7-二甲基-6-羟基香豆素(II)、4-甲基-6,7-二羟基香豆素(III)和4,7-二甲基-5-羟基香豆素(IV)，并首次利用喜树DDCs体系和CMCs体系对这4个香豆素进行生物转化，以期得到其高效低毒的转化产物。实验中，经分离纯化得到4个转化产物，分别为4,8-二甲基香豆素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(Ia)、4,7-二甲基香豆素-6-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(IIa)、4-甲基-6-羟基-7-甲氧基香豆素(IIIa)和4,7-二甲基香豆素-5-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(IVa)，其中Ia、IIa和IVa为新化合物。本文还考察了4个底物的最佳投底量、最佳共培养时间；检测了底物和转化产物的单胺氧化酶(monoamine。MAO)抑制活性。

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第一章 前言

1.1 喜树碱(Camptothecin)生物合成途径以及相关的酶和基因

1.2 植物分生组织

1.3 香豆素简介

1.4 生物转化简介

1.5 本研究的目的和意义

第二章 喜树CMCs特性验证

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 实验结果

2.4 小结

第三章 喜树碱生物合成相关酶的基因表达

3.1 材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 实验结果

3.4 小结

第四章 喜树CMCs和DDCs对香豆素的生物转化

4.1 材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 实验结果

4.4 小结

第五章 单胺转化酶(MAO)抑制活性的测定

5.1 材料与仪器

5.2 实验方法

5.3 实验结果

5.4 小结

第六章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附录 化合物图谱

致谢