甾体皂苷糖基化的生物转化研究

甾体皂苷是一类重要的中药活性成分，其糖链对药理活性具有重要意义。甾体皂苷糖链的化学合成步骤繁琐、选择性差、收率低，环境污染大；而生物转化具有明显优势。本课题通过大量微生物及酶的筛选，发现Toruzyme 3.0L以及一株Arthrobacter sp.可以利用非活化糖基供体如糊精或蔗糖进行甾体皂苷选择性糖基化的反应；同时利用一系列甾体皂苷单体化合物为底物，制备了24个甾体皂苷糖基化衍生物；并探讨了甾体皂苷糖基化的生物转化规律，发现Toruzyme 3.0 L对苷元的种类、糖链的连接位置、葡萄糖基受体的相对构型没有选择性，对受体葡萄糖基2、3、4位羟基的取代情况具有严格的选择性。分离纯化并鉴定了Toruzyme 3.0 L中的活性酶蛋白是环糊精葡萄糖基转移酶（Cyclodextrin-glycosyltransferase，CGTase，EC 2.4.1.19），酶分子量为78.4 kD，属于GH 13家族（α-淀粉酶家族）。发现α-淀粉酶和CGTase这些GH 13家族的酶均可以利用非活化糖源供体催化知母皂苷BII发生糖基化反应，而其他种类的淀粉酶，如γ-淀粉酶却没有这样的活性。首次发现Arthrobacter sp.对甾体皂苷具有选择性糖基化活性，利用非活化糖基供体将果糖基合成在C-26位葡萄糖基的C6-OH上。本研究为甾体皂苷寡糖链的合成提供一种新的方法；皂苷糖基化规律及构效关系的研究结果，也可指导今后甾体皂苷的分子药物设计，为甾体皂苷类创新药物的研究开发奠定基础。