一種黃酮化合物的微生物羥基化轉(zhuǎn)化方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種黃酮化合物的微生物羥基化轉(zhuǎn)化方法與應(yīng)用。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)在微生物的培養(yǎng)液中加入黃酮化合物，同時(shí)添加苯環(huán)芳香族化合物，可以得到高度區(qū)域選擇性的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物羥基黃酮，而且黃酮的羥基化轉(zhuǎn)化率高，羥基黃酮也具有潛在藥用價(jià)值?！拔⑸?苯環(huán)芳香族化合物”這一組合實(shí)驗(yàn)體系，在微生物生物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域有推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種黃酮化合物的微生物羥基化轉(zhuǎn)化方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物催化轉(zhuǎn)化及有機(jī)合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種黃酮化合物的微 生物羥基化轉(zhuǎn)化方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 黃酮類化合物是以2-苯基色原酮為母核的一類物質(zhì)，兩個(gè)芳環(huán)之間通過三碳鏈 相連，具有C6-C3-C6基本母體結(jié)構(gòu)。很多黃酮類化合物具有重要生理活性，如抗菌、抗病 毒、抗腫瘤、抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛、抗疲勞、抗衰老、以及保肝活性，此外還有降壓、降血脂等心 血管系統(tǒng)疾病治療活性、以及提高機(jī)體免疫力等。黃酮類化合物各環(huán)上的羥基取代位置和 數(shù)量對(duì)活性強(qiáng)弱的影響很大。為獲得高活性黃酮活性化合物，需對(duì)黃酮化合物進(jìn)行羥基化 修飾。然而在目前，傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法還難以實(shí)現(xiàn)碳?xì)浠衔镏蟹腔顫娦訡-H鍵的直接 輕基化反應(yīng)。
[0003] 采用單一的羥基化酶或者整個(gè)微生物細(xì)胞進(jìn)行生物催化加氧是實(shí)現(xiàn)選擇性羥基 化反應(yīng)的一種有效方式。由于酶的特異性，可在底物某一位點(diǎn)選擇性引入羥基，提高活性成 分的溶解度和生物利用度。對(duì)黃酮的微生物轉(zhuǎn)化有少量報(bào)道，Kostrzcwa-Sus丨Ow E等利用 野生型菌株P(guān)enicillium chermesinumll3對(duì)黃燒酮進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，得到轉(zhuǎn)化產(chǎn)物4' -輕 基黃燒酮和2'，4_二輕基二氫查耳酮（2'，4-dihydroxydihydrochalcone)，而且后者是前 者的進(jìn)一步開環(huán)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。該轉(zhuǎn)化產(chǎn)率低、產(chǎn)物多樣，進(jìn)程不易于控制。4'-羥基黃酮對(duì)人 蛋白激酶CK2具有高抑制活性，能作為治療癌癥、病毒感染、炎癥等疾病的蛋白激酶導(dǎo)向藥 物。
[0004] 苯環(huán)芳烴，對(duì)生物體有毒性，該類化合物的微生物降解一直是國際研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)已 發(fā)現(xiàn)很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能依靠其產(chǎn)生的酶，對(duì)苯環(huán)芳烴進(jìn)行轉(zhuǎn)化或降解。很多微生 物還能生長在以苯，甲苯等作為唯一碳源和能源的培養(yǎng)基里，微生物對(duì)這些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單 的苯環(huán)芳香族化合物有很強(qiáng)的耐受力，能夠啟動(dòng)自身的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，來抵抗這些化合物的"毒 性"，并實(shí)現(xiàn)解毒過程。總體而言，目前有關(guān)苯環(huán)芳烴的微生物降解研究文獻(xiàn)很多，但主要是 生物學(xué)家和環(huán)境學(xué)家在開展相關(guān)的研究，且工作集中于微生物的篩選、降解產(chǎn)物和降解途 徑的分析、酶以及相關(guān)基因的研究。苯環(huán)芳烴的微生物降解可分為有氧降解和厭氧降解。有 氧降解以分子氧作為最終電子受體，而厭氧降解以除氧以外的物質(zhì)，如硝酸鹽、硫酸鹽、二 氧化碳或Fe 3+等作為最終電子受體。常規(guī)培養(yǎng)下的好氧微生物能產(chǎn)生混合功能的氧化酶或 雙氧化酶，苯環(huán)化合物首先在氧分子和酶的作用下形成鄰苯二酚或其衍生物的共同代謝中 間體，然后再進(jìn)一步經(jīng)過氧分子及開環(huán)酶的作用形成直鏈的分子，最后再進(jìn)入三羧酸循環(huán)。 例如，苯的降解主要是由雙加氧酶攻擊苯環(huán)，形成鄰苯二酚，鄰苯二酚進(jìn)一步通過間位或鄰 位雙加氧酶的作用而產(chǎn)生粘康酸半醛或粘康酸，之后繼續(xù)降解。甲苯的降解一般是通過加 氧酶的作用，在2, 3碳位上形成二酚，再由2, 3-雙加氧酶或1，2-雙加氧酶將其開環(huán)裂解。 也可以先發(fā)生甲基的羥基化、羧基化、再發(fā)生苯環(huán)的羥基化（式1)。在苯環(huán)芳烴的降解過程 中，微生物加氧酶，如：單加氧酶、雙加氧酶等處于特異性地高活性狀態(tài)，然而，這一降解過 程誘導(dǎo)的高活性酶的應(yīng)用仍未見報(bào)道。我們堅(jiān)信這些酶在生物催化轉(zhuǎn)化、有機(jī)合成化學(xué)中 具有重要的應(yīng)用前景。

【權(quán)利要求】
1. 一種黃酮化合物的微生物羥基化轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，在微生物的發(fā)酵培養(yǎng)液中 加入黃酮化合物，同時(shí)添加苯環(huán)芳香族化合物，繼續(xù)發(fā)酵得到羥基化轉(zhuǎn)化產(chǎn)物羥基黃酮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述苯環(huán)芳香族化合物為苯、甲苯、 二甲苯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述微生物為真菌、細(xì)菌或放線菌； 所述微生物的來源為陸源或海洋源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述黃酮化合物的添加量為一升發(fā) 酵培養(yǎng)液中加入1 mg~10 g黃酮化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述苯環(huán)芳香族化合物的添加量為 一升發(fā)酵培養(yǎng)液中加入lmg~50g苯環(huán)芳香族化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)液為培養(yǎng)1~30天的微 生物培養(yǎng)液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，加入黃酮化合物和苯環(huán)芳香族化合 物后，繼續(xù)發(fā)酵1~30天。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述黃酮化合物或苯環(huán)芳香族化合 物直接加入到發(fā)酵培養(yǎng)液中，或先溶解于丙酮或DMF無毒性溶劑中再加入到發(fā)酵培養(yǎng)液 中。
9. 權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述轉(zhuǎn)化方法制備得到的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物羥基黃酮。
10. 權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物羥基黃酮在制備抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、抗炎鎮(zhèn) 痛、抗疲勞、抗衰老、保肝、降壓、降血脂等心血管疾病治療藥物、或提高機(jī)體免疫力藥物中 的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C12R1/645GK104388489SQ201410633262
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李厚金, 王坤騰, 藍(lán)文健, 王來友 申請(qǐng)人:中山大學(xué)