降糖三萜化合物生物转化及构效关系研究

Terpenes have a widespread occurrence and can be found in all organisms, many triterpenes exhibit significant biological activity. The triterpenoids maslinic acid, corosolic acid and asiatic acid have attracted attention due to their important pharmacological properties, especially for their anti-diabetic activity. Due to such activities, transformation of the compounds by means of chemical or biotechnological techniques for structure-activity relationship studies has attracted recent attention, but the sites can be modified by chemical procedures were limited to the activated position of the molecule. The microbial conversion of natural products has been investigated to produce new and useful metabolites, as an alternative to chemical synthesis for preparation of pharmacologically active compounds. In order to obtain more active derivatives of the triterpenoids, and to obtain a better understanding of structure-activity relationship, the microbial transformation of the triterpenoids will be investigated, the metabolites will be isolated and their anti-diabetic activity will be evaluated. Meanwhile this work will also afford a foundation for further exploration of anti-diabetic agents and expansion of chemical diversity of triterpene.

萜类化合物在自然界广泛存在，许多三萜类化合物具有显著的生物活性，山楂酸、科罗索酸和积雪草酸由于具有重要的药理活性而备受关注，其中非常引人注意的是降糖活性。正因为如此，通过化学或生物手段对该类化合物进行结构修饰，进而进行构效关系研究已经越来越引起人们的关注，但是该类化合物的化学修饰仅被限制在有限的几个活泼位点上，不利于对其构效关系进行深入研究。目前生物转化法已经广泛应用于天然产物的结构修饰，用于获得有用的代谢产物，它是化学修饰的一种有益的补充。为了获得更高生物活性的三萜化合物，更好地研究三萜化合物的构效关系，本课题拟通过对山楂酸、科罗索酸和积雪草酸等三萜类化合物进行生物转化研究，分离得到转化产物，对产物进行活性评价, 同时为该类化合物的化学修饰提供更多的活泼位点和活性信息，为开发安全性高、疗效显著的降糖药物提供理论依据。

三萜类化合物在自然界中广泛存在，如山楂酸、科罗索酸、积雪草酸和常春藤皂苷元等。三萜类化合物具有多种生物活性，如抗肿瘤和细胞毒作用，抗HIV活性，降血糖等作用。为了获得活性更好的化合物，研究者进行了多种三萜类化合物的化学修饰，但是由于三萜类化合物的活泼位点少，化学修饰多局限在C-2、C-3羟基，C-28羧基，C-12双键等基团。为了更好的研究三萜类化合物的活性及构效关系，我们选择用生物转化法对三萜化合物进行结构修饰。. 本课题进行了4个五环三萜类化合物的生物转化工作，获得产物40个，其中新化合物33个。另外，对转化产物的降糖活性进行了筛选，对部分转化反应的培养条件进行了优化，明确了反应的转化途径，研究了部分反应的机理。. 对山楂酸进行结构修饰，从28株菌中筛选出了15种可以转化山楂酸的菌株，对其中6种菌株进行了扩大培养实验，得到了9个转化产物，均为新化合物。. 科罗索酸的微生物转化，一共筛选了36株菌种，可以转化科罗索酸的菌种有26株，对其中6株菌种进行了扩大培养实验，转化产物分离纯化、结构鉴定后得到12个，其中11个为新化合物。. 对积雪草酸进行结构修饰，从36株菌种中筛选到7株对积雪草酸具有转化能力的菌株。对7株菌株进行扩大转化后，获得化合物12个，其中11个为新化合物。. 常春藤皂苷元的生物转化，从27株菌种中筛选到可以对常春藤皂苷元进行生物转化的14株菌种，对其中的5株菌种进行了扩大转化，共获得转化产物7个，其中2个为新化合物。. 对转化产物的降糖活性进行了研究，环上的羟基化会使α-葡萄糖苷酶抑制活性减弱，双键的位置改变会增加抑制活性，C-1羰基化后活性增强。. 转化反应涉及羟基化、羰基化、糖苷化、双键位置的改变、羟基立体构型的改变、分子骨架的改变等多种反应类型，大大丰富了五环三萜化合物生物转化的反应类型，同时对筛选具有特定转化能力的微生物具有很好的参考价值。.