[發明專利]一株熱焦曲霉菌株CLH-22及其用途、發酵劑和制備3-氧代甘草次酸的方法

在審

• 申請號: 202211228897.4
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115786133A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 呂波;陳林浩;李春
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12P33/02;C12R1/66
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 向群

本發明一株熱焦曲霉菌株CLH?22及其用途、發酵劑和制備3?氧代甘草次酸的方法，屬于微生物與生物技術領域。本發明提供一株熱焦曲霉(Aspergillus calidoustus)菌株CLH?22，其保藏編號為：CGMCC No.40213。本發明還提供該菌株CLH?22在制備3?氧代甘草次酸方面的用途以及基于該菌株的發酵劑和制備3?氧代甘草次酸的方法。本發明的菌株CLH?22，具有底物特異性強，轉化效率高，無副產物生成的特點，在常規條件下制備3?O?GA產率為94.6％，為目前最高水平。本發明填補了國內3?O?GA產品的生產空缺，為制備3?O?GA提供了一種簡單有效的方法。

技術領域

本發明屬于微生物與生物技術領域，具體涉及一株熱焦曲霉(Aspergilluscalidoustus)菌株CLH-22及其用途、發酵劑和制備3-氧代甘草次酸的方法。

背景技術

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)是一種重要的傳統的藥用植物，主要分布于中國、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和蒙古等國家。據史料記載，甘草入藥已有四千年的歷史，可謂之“朝中國老，藥中甘草”。甘草不僅有清熱解毒、補脾益氣、潤肺止咳、調和諸藥等功效，還能用于咽喉腫痛、脾胃虛寒、消化性潰瘍等癥狀；在臨床上被廣泛用于治療呼吸、消化、生殖、心血管和內分泌系統等各種疾病。

甘草酸(Glycyrrhizic acid，GL)是傳統植物甘草中的重要五環三萜類化合物之一，具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、保肝護肝、抗免疫反應等藥理活性。由于甘草酸結構上含有兩個極性較強的葡萄糖醛酸基，即甘草酸苷元結構上C3位以β-1,2糖苷鍵和β-1,3糖苷鍵相連，使其不易透過細胞膜發揮藥理作用，口服利用率低，因而甘草酸分子不是發揮藥效的最佳形式。甘草次酸(Glycyrrhetinic acid，GA)作為甘草中另外一種重要的五環三萜成分，可由甘草酸水解結構上兩分子葡萄糖醛酸基制得。在酶法綠色生產甘草次酸的工藝中，常以β-葡萄糖醛酸苷酶(β-glucuronidase，GUS)水解甘草酸C3位上兩分子葡萄糖醛酸基來實現向甘草次酸的轉化。甘草次酸具有與甘草酸類似的藥理活性，如抗炎、保肝、抗病毒、抗腫瘤、抗利尿等。但長期服用該藥可能會引起類醛固酮增多癥，且高濃度時易對正常細胞產生毒性，限制了其在臨床上的應用。

為此，以甘草次酸作為前體化合物，開發低毒性和高藥效的新型甘草次酸衍生物類藥物，成為了研究熱點之一。酮基化作為一種重要的結構修飾方法，通常可將羥基氧化為羰基實現基團轉化，在天然產物的改性方面有著重要的應用，如五環三萜類化合物3-氧代熊果酸比熊果酸對人急性早幼粒白血病細胞(HL-60)的活性強3.7倍；另外，3-氧代齊墩果酸在體外能顯著抑制不同組織的癌細胞的生長，包括人口腔表皮癌細胞(KB)、高轉移性小鼠黑色素瘤細胞(B16-BL6)、人結直腸腺癌細胞(HCT-8)、人肺腺癌細胞(A549)、人纖維肉瘤細胞(HT-1080)、人前列腺癌細胞(PC-3M)、人腎癌細胞(Ketr-3)和人肝癌細胞(Bel-7402)等。

3-氧代甘草次酸(3-oxoglycyrrhetic acid，3-O-GA)，又稱3-酮基甘草次酸或3-羰基甘草次酸，也是一種甘草來源的重要五環三萜類化合物，有研究表明對甘草次酸的3位進行羰基化可能作為神經保護活性的必需基團，對神經保護起著重要的作用。盡管3-氧代甘草次酸可從植物甘草中極少量提取，但由于甘草的種植易受環境影響且含量很低，未能形成規?；a?；瘜W合成法雖能夠實現毫克級的甘草次酸到3-氧代甘草次酸的轉化，但往往存在工藝條件苛刻，需要消耗大量的有機試劑，易造成環境污染等問題，大大限制了3-氧代甘草次酸的批量生產。而生物催化法具有條件溫和、過程環保、成本低、能夠制備大量的藥用前體等優點，成為了極具發展前景的3-氧代甘草次酸生產方式。其中，通過生物催化法由甘草酸制備3-氧代甘草次酸的轉化形式如圖1所示。