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丹参素（ danshensu)

丹参素（ danshensu). 植物来源 ：唇形科植物丹参  Salvia miltiorrhiza 和甘西鼠尾草的根. 药理药效： 对心肌的作用 抑制血小板聚集及抗凝作用 抗菌消炎及增强机体免疫作用 抗动脉粥样硬化及降血脂作用 抗血栓形成作用 防止创面的过度愈合，对增生性疤痕的治疗作用 扩张冠状动脉作用 治疗肝损伤的作用 改善神经功能缺损，并减少脑水含量  丹参素对肺心病的治疗 丹参素抗肿瘤作用 丹参素对高原病的防治 丹参素对银屑病的治疗作用. 生物法合成丹参素策略. Top-down approach Bottom-up approach

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丹参素（ danshensu)

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Presentation Transcript

  1. 丹参素（danshensu)

  2. 植物来源：唇形科植物丹参 Salvia miltiorrhiza和甘西鼠尾草的根

  3. 药理药效： • 对心肌的作用 • 抑制血小板聚集及抗凝作用 • 抗菌消炎及增强机体免疫作用 • 抗动脉粥样硬化及降血脂作用 • 抗血栓形成作用 • 防止创面的过度愈合，对增生性疤痕的治疗作用 • 扩张冠状动脉作用 • 治疗肝损伤的作用 • 改善神经功能缺损，并减少脑水含量 •  丹参素对肺心病的治疗 • 丹参素抗肿瘤作用 • 丹参素对高原病的防治 • 丹参素对银屑病的治疗作用

  4. 生物法合成丹参素策略 • Top-down approach • Bottom-up approach • MIX

  5. Top-down approach

  6. rosmarinic acid biosynthesis II

  7. tyrosine 3-monooxygenaseReaction: 1.14.16.2 • 使用四氢生物蝶呤(BH4,蝶啶类辅因子)和亚铁离子(Fe2+)作为辅酶

  8. rosmarinic acid biosynthesis I

  9. 3,4-dihydroxyphenylalanine transaminase http://metacyc.org/META/NEW-IMAGE?type=NIL&object=MONOMER-14281&redirect=T

  10. hydroxyphenylpyruvatereductase(HPPR) It is possible, though not proven, that the reaction product is the R(+)-stereoisomer of 4- or 3,4- hydroxyphenyllactate since the rosmarinic acid only accepts the R(+)-isoforms. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/CAD47810?report=GenPept

  11. tyrosine biosynthesis I

  12. Bottom-up approach 苯丙氨酸 1.苯环上的羟化酶（单加或双加） 2.酮基的还原酶 酪氨酸

  13. 人工合成途径推测 酪氨酸 d-ldh来自植物乳杆菌的D-乳酸脱氢酶 hpaBC大肠杆菌内源的FAD依赖的4-羟基苯乙酸间位羟化酶 hpaBC tybB d-ldh 丹参素 4-HPP hpaBC d-ldh Yao, Y.-F., et al., Metabolic engineering of Escherichia coli for production of salvianic acid A via an artificial biosynthetic pathway. Metab. Eng. (2013) (IF:6.859)

  14. 工程菌构建 72h消耗13.7g/L的葡萄糖可以合成7.14g/L的丹参素，转化率达到0.47mol/mol 对比丹参药材提取率为 0.246%

  15. 问题 • 1.工业应用的问题： • 丹参素为水溶性的溶质，纯化回收难度较大 • 发酵不稳定，过程不易控制，易生成副产物多巴胺 • 2.缺乏理论支持： • 培养基中添加酵母粉的影响 • 丹参素生物合成路径未知，设计的路径可能只是一部分合成途径，并非L-酪氨酸一条途径

  16. 接着推测 苯丙氨酸 丹参素 苯丙酮酸

  17. 苯丙氨酸羟化酶PAH • 使用四氢生物蝶呤(BH4,蝶啶类辅因子)和亚铁离子(Fe2+)作为辅酶的单加氧酶类蛋白质 将苯丙氨酸侧链上的苯环羟基化为酪氨酸

  18. 对羟基苯甲酸酶 PHBH 4-hydroxybenzoate 3-monooxygenase 需要FAD和NADH、NADPH做辅酶 物种来源： Pseudomonas fluorescens（PDB中有三维结构ID: 1PDH ） Pseudomonas aeruginosa

  19. 基因调研

  20. MIX tybB L-Tyrosine 4-HPP hpaBC/PHBH hpaBC/PHBH D-ldh/HPPR L-dopa (R)-3-(4-hydroxyphenyl)lactate 3,4-dihydroxy phenylalanine transaminase hpaBC/PHBH 3,4-dihydroxy phenylpyruvate D-ldh/HPPR danshensu

  21. 欢迎大家提问！

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