[發(fā)明專利]一種非天然人參皂苷Rd12及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711146324.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107868115B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫媛霞;戴隆海;李嬌;楊建剛;門燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所
• 主分類號: C07J17/00
• 分類號: C07J17/00;A61K31/704;A61P35/00;C12P33/20;C12N15/54
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種新的非天然人參皂苷Rd12(3?O?β?D?glucopyranosyl(1?2)?β?D?glucopyranosyl?12?O?β?D?glucopyranosyl?protopanaxadiol)及其制備方法和應用，本發(fā)明以廉價的蔗糖為葡萄糖糖基供體，利用糖基轉移酶和蔗糖合成酶作為偶聯催化劑，以人參皂苷Rg3為糖基受體，以廉價的蔗糖為糖基供體，高效催化人參皂苷Rg3的C12位羥基糖基化生產非天然人參皂苷Rd12，具有專一性好、催化效率高、產物純化簡單等特點。另外，本發(fā)明制備的非天然人參皂苷Rd12可作為抗腫瘤藥物，非天然人參皂苷Rd12對結腸癌細胞、肝癌細胞、肺癌細胞和胃癌細胞有顯著的抑制作用。

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術和植物學技術領域，涉及一種非天然人參皂苷Rd12及其制備方法和應用，具體涉及一種利用糖基轉移酶和蔗糖合成酶偶聯反應催化人參皂苷Rg3生成非天然人參皂苷Rd12的方法及應用。

背景技術

人參(Panax ginseng C.A.Mayer)為五加科人參屬中重要的藥用植物，主要分布于我國東北部的長白山地區(qū)以及日本、韓國、朝鮮等東亞國家；作為傳統(tǒng)中藥，其在中國已使用有幾千年，《神農本草經》記載人參具有“主補五臟、安神、定魂魄、止驚悸、除邪氣、名目、”等多種功效。因此，人參冠有“百草之王”的美譽。

人參皂苷是人參的主要活性成分，是由苷元與不同的糖基連接構成的糖苷類化合物。根據苷元的不同，可將人參皂苷分為原人參二醇型人參皂苷、原人參三醇型人參皂苷和齊墩果酸型人參皂苷三大類。原人參二醇型人參皂苷主要包括Rh2、CK、F2、Rg3、Rd等，其結構特點是糖基分別或者同時連接在原人參二醇骨架的C3-OH和C20-OH位置，而原人參二醇的C12-OH則沒有糖基連接；C3-OH和C20-OH連接的糖基數目、種類以及糖基連接方式的不同對原人參二醇型人參皂苷結構以及藥理活性多樣性的形成至關重要。

糖基轉移酶(UDP-glycosyltransferase，UGT，EC2.4.1.X)催化的糖基化反應是人參皂苷生物合成途徑中最后一步修飾作用，通過糖基化作用可以生產許多不同結構以及藥理活性的人參皂苷。與植物來源糖基轉移酶相比，微生物來源的糖基轉移酶具有催化活性高、底物譜廣、區(qū)域選擇性差等特點。因此，從微生物中挖掘新的具有獨特催化活性和區(qū)域選擇性的糖基轉移酶并用于人參皂苷的糖基化修飾將有助于合成新的并且具有獨特藥理活性的人參皂苷。

體外糖基化反應具有催化效率高、底物耐受性好、產物純化簡單等特點，但是，體外糖基化反應需要使用價格昂貴的尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-葡萄糖,UDPG)作為糖基供體。蔗糖合成酶(Sucrose synthase，SuSy，EC 2.4.1.13)可以高效催化廉價的蔗糖與尿苷二磷酸(UDP)反應生成尿苷二磷酸葡萄糖和果糖；另外，蔗糖合成酶和糖基轉移酶還可用于雙酶偶聯反應，蔗糖合成酶合成的尿苷二磷酸葡萄糖可作為糖基轉移酶催化糖基化反應的糖基供體；同時，糖基轉移酶催化糖基化反應生成的尿苷二磷酸又可用作蔗糖合成酶合成尿苷二磷酸葡萄糖的原料。因此，在糖基轉移酶和蔗糖合成酶雙酶偶聯反應體系中，只需加入少量的尿苷二磷酸和較高濃度的廉價蔗糖即可以實現昂貴的尿苷二磷酸葡萄糖的循環(huán)再生，從而可以以廉價的蔗糖為葡萄糖基供體，高效催化底物的糖基化修飾。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種非天然人參皂苷Rd12及其制備方法和應用，通過所述方法，將糖基轉移酶Bs-YjiC與蔗糖合成酶偶聯，從而實現以廉價的蔗糖為葡萄糖糖基供體，以人參皂苷Rg3為糖基受體，高效催化人參皂苷Rg3的C12位羥基糖基化制備非天然人參皂苷Rd12的方法。

第一方面，本發(fā)明提供一種非天然人參皂苷Rd12(3-O-β-D-glucopyranosyl(1-2)-β-D-glucopyranosyl-12-O-β-D-glucopyranosyl-protopanaxadiol)，所述非天然人參皂苷Rd12具有式I所示結構：