皂苷是一类高度多样的甾体和三萜苷类天然产品，具有广泛的生物活性，在医药、食物和化妆品等范畴使用广泛。糖基化润饰是决议皂苷结构复杂性、化学安稳性、水溶性和生物活性等的首要的要素，但现在甾体多糖苷的糖链生物组成还不清楚。重楼为珍稀贵重中药，是100多种中成药和中药丹方的重要原料药，药材需求量大。甾体皂苷（又叫重楼皂苷）是重楼首要活性成分，具有广泛的药理活性，但由于重楼资源匮乏、成长缓慢，皂苷别离制备进程繁琐、化学组成困难等，严峻约束了重楼皂苷的深化药理研讨与开发，而组成生物学和酶催化技能可提供新的解决方案。

  我国科学院昆明植物研讨所植物化学与西部植物资源继续使用国家重点实验室，黎胜红研讨员带领的植物活性天然产品发现与生物组成专题组聚集于重楼皂苷的生物组成研讨，取得了重要打破。专题组从滇重楼中判定了参加重楼皂苷生物组成的系列UDP-糖基转移酶，完成了重楼稀有皂苷组成途径的解析，并发现重楼皂苷对四种广泛传播的人类致病真菌具有十分显着按捺效果，开始提醒了其抗真菌效果机制。黎胜红专题组经过转录组测序、酶促反响、现代波谱技能等，阐明晰组成重楼皂苷的6个UDP-糖基转移酶（UGT），其间PpUGT1和2（UGT80A40和UGT80A41）可以催化薯蓣皂苷元（1）和偏诺皂苷元（2）别离生成延龄草苷（3）和偏诺皂苷元-3-O-葡萄糖苷（4）；PpUGT3（UGT73CE1）进一步催化3和4的2′-O-鼠李糖基化反响，别离生成重楼皂苷V（5）和重楼皂苷VI（6）；PpUGT 4-6（UGT91AH 1-3）再进一步催化5和6的6′-O-葡萄糖基化反响，别离生成薯蓣皂苷元-3-O-鼠李糖基-(1→2)-[葡萄糖基-(1→6)]-葡萄糖苷（13）和trikamsesuquiside B（14）（图1A）。基因表达形式和化合物定量剖析标明，UGT91AH 1-3、UGT73CE1以及UGT80A40编码基因首要在重楼根状茎和须根中表达，化合物14、重楼皂苷I和II也首要在这些安排中堆集。风趣的是，化合物13和14此前尚未在重楼属植物中别离得到。本研讨经过UGT克隆和功用判定，完成了重楼中微量稀有重楼皂苷成分的发现与生物组成。

  在此根底上，底物选择性研讨之后发现，UGT80A40和UGT80A41表现出葡萄糖供体特异性和糖受体高度杂泛性；UGT73CE1表现出鼠李糖转移酶特异性和糖受体杂泛性；UGT91AH 1-3表现出糖受体和供体高度杂泛性。使用6个UGT的底物杂泛性取得24个萜类糖苷化合物，包含15个新化合物以及1个稀有人参皂苷。进一步经过分子对接和定点骤变技能研讨了PpUGT的催化机制，构建了44个骤变酶，发现糖基受体周围的芳香族氨基酸残基经过与底物构成氢键或π堆积，在底物辨认和安稳中发挥及其重要的效果。其间，骤变酶UGT91AH1Y187A以化合物6为底物时，糖基化酶活性添加，转化率为野生型酶的1.3倍；以化合物15为底物时，UGT91AH1Y187A组成23a的转化率为野生型酶的2.8倍，一起23b的组成显着削减（图1B），为UGT改造奠定了重要根底。

  图1A重楼UGT催化的甾体皂苷糖基化级联反响;图1BUGT91AH 1-3骤变酶转化率。

  活性研讨之后发现，化合物S1、13、纤细薯蓣皂苷（gracillin）以及重楼皂苷I、II、V、VI、VII和H对3种皮肤癣菌（赤色毛癣菌、絮状表皮癣菌、石膏小孢子菌）以及耐氟康唑白色念珠菌均表现出显着按捺活性。其间，重楼皂苷I和II对赤色毛癣菌的按捺活性比阳性药物盐酸特比萘芬别离强12倍和4倍，MIC50值别离为0.12 ± 0.02 μM和0.37 ± 0.01 μM。开始构效联络剖析发现，C-2′位鼠李糖侧链对该类化合物的抗真菌活性具有极端重大贡献，此外，三糖苷化合物13的抗真菌活性显着强于其二糖前体重楼皂苷V。开始效果机制研讨标明，重楼皂苷首要效果于赤色毛癣菌的细胞膜，或许经过麦角甾醇依靠的方法影响膜的完整性和通透性，从而影响跨膜转运来发挥抑菌效果（图2），为重楼皂苷作为抗真菌药物研制奠定了重要根底。

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