冬凌草甲素生物合成途径及关键酶的研究进展
2018-06-13徐会敏高登风魏闪闪史胜利苏成福
徐会敏, 高登风, 魏闪闪, 史胜利, 苏成福
(1.河南中医药大学 基础医学院,郑州 450008; 2.河南中医药大学 药学院,郑州 450008)
冬凌草是唇形科香茶菜属植物碎米桠[Isodonrubescens(Hemsl.) Hara],为多年生草本或亚灌木植物,也是一种重要的药用植物,主产于河南省,国内其他省份也均有分布[1-2]。
冬凌草全株入药,具有抗癌、抗菌消炎[3-4]、清热解毒、活血止痛等功效。冬凌草含有萜类、黄酮类、生物碱等多种活性成分[5]。其中,甲素是冬凌草的主要药用成分,属于对映-贝壳杉烷类二萜化合物[6-8],具有重要的医药价值和经济价值。
二萜类化合物是植物体内重要的次生代谢物,由4个异戊二烯基单元组成,含有20 个碳原子的一类天然化合物,广泛存在于植物、微生物等生物体内[9-10]。二萜类化合物的化学结构多变、来源丰富决定了其生物活性的多样,也使得其成为药学研究领域的热点[11]。
1 二萜类化合物生物合成途径
目前,已知二萜类化合物的生物体合成途径有两条:甲羟戊酸途径(Mevalonic acid,MVA)和5-磷酸脱氧木酮糖途径(Methyl-D-erythritol phosphate,MEP)[12],如图1所示。在甲羟戊酸途径中,以乙酰CoA为原料合成甲羟戊酸(MVA),再经多步酶促反应合成异戊烯基焦磷酸(IPP)。参与此过程的酶有乙酰CoA酰基转移酶(AACT)、羟甲基戊二酰CoA合酶(HMGS)、羟甲基戊二酰CoA还原酶(HMGR)、甲羟戊酸激酶(MK)、磷酸甲羟戊酸激酶(PMK)、甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶(MDD)等[13]。在MEP途径中,丙酮酸与甘油醛-3-磷酸结合形成1-脱氧木酮糖-5-磷酸,再经多步酶促反应合成异戊烯焦磷酸(IPP)及其异构物二甲基丙烯焦磷酸 (DMAPP)。参与此过程的酶有:1-脱氧-木酮……
