1.2 组织培养人参的微生物转化研究及应用。

　　被称为“百草之王”的人参是东北三宝之一,也是珍贵的药材和保健品,具有抗肿瘤、抗癌、抗衰老、改善记忆、抗炎及保肝脏、提高免疫功能等作用[3] 。人参栽培周期长,管理成本较高,病害严重且对环境破坏大[4] ,而组织培养人参周期短,见效快,因此得到广泛应用。但组织培养人参中人参皂苷含量和种类较少,故如何提高人参皂苷的含量成为研究的热点。为此,延边大学的宋晓琳等人为了提高组织培养人参中的皂苷含量,对组织培养的人参进行了微生物转化。即他们从人参土壤中分离得到243种菌株,从中筛选出12种人参皂苷生物转化菌株。他们的实验结果表明,组织培养的人参中人参皂苷的含量较低,主要含有人参皂苷Rd。他们利用人参皂苷生物转化高效菌株K17对组织培养人参进行发酵转化,其结果使人参皂苷的含量明显增加,并在发酵13 d后组织培养人参中的Rd全部转化为有药理效能的稀有人参皂苷F2和C-K[5] 。该研究将在生命科学、医药学、生物科学、生物防治及生物化学的研究中得到应用。

1.3 人参内生菌转化人参皂苷Rb1为稀有皂苷C-K的研究及应用。

　　植物内生菌是一类存在于植物组织中而不引起侵染症状的重要微生物资源。研究表明,内生菌分泌物与内生菌的宿主植物一样,可增强免疫力,提高抗疲劳能力,有显着的益生功效,并具有很高的医用价值[6] 。人参为五加科人参属多年生草本植物,是我国传统名贵中药材植物。研究表明,人参皂苷Compound K(简称C-K)是人参二醇型皂苷在人肠道内的代谢产物,并在人体内外均具有良好的抗肿瘤作用,是一种具有良好开发前景的抗癌新药[7] 。为此,延边大学的崔勇虎等人利用人参内生菌将人参主皂苷Rb1转化为抗肿瘤稀有皂苷C-K,并探讨了其转化机理。他们的研究是从5年、6年、8年园参和17年移山参中分离得到192种菌株,筛选出25种产β-葡萄糖苷酶的菌株,其中从17年移山参中分离得到的菌株GS17-18能够将人参皂苷Rb1转化为抗肿瘤稀有皂苷C-K。其转化过程为人参皂苷Rb1→Rd→F2→C-K。这是首次报道的人参内生真菌转化人参皂苷Rb1为稀有人参皂苷C-K的研究,这对抗肿瘤稀有皂苷的制备奠定了坚实的基础[8] 。

1.4 转化人参总皂苷为稀有皂苷Rg3的研究及应用。

　　人参皂苷是人参的主要有效成分,目前已从人参中分离出40多种人参皂苷成分。人参皂苷具有较好的抗衰老、抗氧化、抗肿瘤等药理功效[9] ,其中稀有人参皂苷Rg3具有抗癌、抗癌转移、神经保护、扩张血管等疗效[10] 。但Rg3在人参中的含量很低,而且提取制备工艺极其复杂,因此通过人参皂苷侧链糖基的选择性水解得到疗效更好的稀有人参皂苷Rg3具有重要意义。为此,延边大学的崔磊等人从种植人参的土壤采集分离得到256种菌株,其中有β-葡萄糖苷酶的菌株102种,再从中筛选出14种人参皂苷生物转化菌株,编号为YS1~YS14。分析结果表明,人参茎叶总皂苷中主要含有Rb1、Rb2、Rc、Rd等人参皂苷,人参提取物中主要含有Rb1、Rb2、Rd等人参皂苷,两者均不含有药理和生理活性的稀有人参皂苷Rg3和Rh2。他们利用14种人参皂苷转化菌株进行了人参皂苷转化实验,结果表明菌株YS2、YS12、YS13和YS14能将人参茎叶总皂苷转化为稀有皂苷Rg3,其中YS2转化率最高。菌株YS2和YS7能将人参提取物中的人参皂苷转化为稀有人参皂苷Rg3。经发酵后的人参提取物对colon26-M3.1癌细胞有较强的抑制作用[11] 。该研究将在生命科学、生物学、生物化学及医药学研究中得到应用。

2 大三环冠醚配体与π-延展的双吡啶盐超分子配合物的合成性质及应用。

　　在主-客体化学中,发展新型的大环主体已经成为一个永恒的又具有挑战性的课题。为此,中国科学院化学研究所的韩莹等人合成了三蝶烯圆柱形大三环冠醚超分子配体化合物(A),并研究了A与联吡啶盐络合形成超分子配合物及络合作用,且构筑了多种结构与功能独特的组装体。A与联吡啶相比,π-延展的双吡啶盐有着更加丰富的.化学性质和功能,通过研究A对π-延展的双吡啶盐类客体分子的络合性质,为人们构筑新型的组装体打下了良好的基础。研究结果表明,这些π-延展的吡啶盐在溶液中与固态下可以与主体A形成1∶1、1∶2的络合物以及超分子聚合物,同时发现,在这些π-延展的双吡啶盐中,linker的种类与长短的微小变化,都会导致络合物的络合模式发生非常大的变化,这为人们今后设计并构筑新型的具有特殊结构和功能的组装体打下了良好的基础[14] 。该研究将在材料科学、信息科学、环境科学等领域的研究中得到应用。