天然產物化學與食品科學的關系

1、天然產物化學與食品科學的關系摘要摘要：本文簡述了天然產物化學在食品科學中的應用，主要有藥用天然產物化學研究的現狀及其發(fā)展生物轉化在天然產物化學中的應用。關鍵詞鍵詞：天然產物化學食品科學藥物開發(fā)生物轉化食品產業(yè)是民生產業(yè)，是國民經濟重要的支柱產業(yè)。進入新世紀以來，我國食品產業(yè)得到了迅猛進展，大規(guī)模以上食品工業(yè)產值已經突破10萬億元人民幣，與此相適應，食品科學研究取得了許多重要成果。天然產物化學是以天然資源為研究對象探討其化學組成、合成和作

2、用的一門基礎研究和應用基礎研究科學是從分子水平上研究基因、蛋白的功能探索生命奧秘和認識生命活動規(guī)律的重要途徑之一[1]。天然產物化學的研究推動著有機化學、合成化學、分析化學、結構化學、植物化學等基礎學科的進步。通過對活性天然產物的合成研究人們創(chuàng)造了許多新的有機合成方法和路線從而極大地推動了現代醫(yī)藥、材料等產業(yè)的發(fā)展對國民經濟的健康持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。天然產物化學與食品科學的關系尤為密切，近年來，天然產物化學在食品行業(yè)中的應用日益增加

3、，比如保健食品，化學藥物，食品生物轉化技術。1天然產物化學與藥物開發(fā)天然產物自古以來就為人類健康服務。人類在與疾病作斗爭的過程中通過以身試藥日積月累對天然藥物的應用積累了豐富的經驗。天然藥物之所以能夠防病治病其物質基礎在于所含的有效成分。研究中草藥的有效成分目的在于研究有效成分的化學結構、理化性質與生物活性之間的關系逐步闡明其防病治病的原理尋找新藥物、新藥源或開發(fā)利用對國民經濟有價值的資源同時探索中草藥加工工藝改進藥物劑型控制中藥及其制

4、劑的質量提高臨床療效。由于天然藥物往往含有結構、性質不同的多種成分且有效成分的含量一般較低因此研究和開發(fā)天然藥物必須從復雜的中草藥組成成分中提取、分離和鑒定出有活性的單體純成分。有時為了增強療效克服毒副作用通過改變有效成分的結構如制備其類似物或衍生物以創(chuàng)制出更好更新的藥物。以中草藥或其他動植物、微生物和海洋生物為主要研究目標的天然產物化學工作已經成為我國尋找新藥的重要研究途徑。1.1一些引人注目的藥用天然產物由于現代分離技術和光譜方法的

5、發(fā)展以及近代生物技術和藥理學方法的進步從植物中分離得到的具有生理活性的天然產物不斷被發(fā)現其中一些已用作藥物另一些正在朝市場方向開發(fā)。下面介紹部分70年代以來國內外文獻報道的具有意義的例子。1.1.1紫杉醇1971年美國科學家Wani等[2]首先從短葉紅豆杉(T.brevifolia)的樹皮中分離得到紫杉醇(taxol)它具有復雜新穎的化學結構屬于三環(huán)二萜類化合物。它對疑難性卵巢轉移癌(包括順鉑無效的疾病)、乳腺癌、肺癌后期及頭頸部鱗狀細

6、胞癌等很有效1992年FDA批準了紫杉醇用于臨床治療。由于紫杉醇罕見的化學結構和獨特的抗癌作用機理近十多年來在國內外工業(yè)界、藥物學界和化學界引起了很大的轟動人們紛紛尋找各種方法開辟其來源。如我國已從紅豆杉[TaxusChinensis(pilger)Rehd]等紅豆杉屬的植物中分離到了紫為C11A羥基孕酮(圖1)成功地解決了皮質激素類藥物合成過程中的難題也使人們意識到用化學方法極難發(fā)生的C11羥基化通過微生物轉化能輕而易舉地完成從而開創(chuàng)

7、了微生物轉化甾體化合物的先例[14]。10羥基喜樹堿(HCPT)作為抗癌藥其療效好而且毒性低。近期發(fā)現多種微生物能定向將含量較高的喜樹堿(CPT圖2)轉化10羥基喜樹堿[15]。2.2作為藥物代謝機制的研究模型近年來有人發(fā)現藥物的體內代謝產物往往與其微生物轉化產物具有一定的相似性遂提出將微生物轉化作為藥物體內代謝的模型從而將生物轉化技術引入到一個新的應用領域。文獻報道華蟾毒精和蟾毒靈在大鼠肝臟的主要代謝途徑3OH脫氫及16位脫乙?；磻?/p>

8、與微生物轉化具有一定的相似性例證了微生物轉化可用于制備并輔助鑒定藥物的體內代謝產物。Huffd研究組對蒿乙醚進行微生物轉化得到的轉化產物中9B羥基蒿乙醚、9A羥基蒿乙醚、2A羥基蒿乙醚、14羥基蒿乙醚也是蒿乙醚在小鼠肝細胞中的代謝產物。藥物的體內代謝產物在生物制品中大多含量很低且雜質干擾嚴重產物的分離純化與結構鑒定均較困難而微生物轉化產物的分離過程則相對簡單且可實現較大量的產物制備因此可用于輔助鑒定藥物代謝的微量乃至痕量產物并可大量制備