微生物来源的酶抑制剂的筛选
微生物来源的α-葡萄糖苷酶抑制剂国内外生产情况及市场分析
１１ 阿卡波糖 （ ｒａ ｏ ｅ） ． ａｃ ｂ ｓ
１ ６６年 ， 野 尻 霉 素 （ ０ ｉ ９ Ｎ ｉｒ ｍＹＣ ｎ ｉ ｉ ）， 从 ｓ ．
ｒｏｓｅ ｃｈ ｏｍｏ ｎ Ｒ ６８ Ｓ，ｌ ｅ ｕｌ ｅ Ｆ ２５ ０ ｒ ｇｅ ｅｓ －４ ａｖ ｎｄ ａ Ｓ 一４
２型 糖 尿 患 者 ， 餐 后 高 血 糖 不 仅 极 易 诱 发 各 种 并 发
ＡＣ ｔ ｎ ｐ ａ ｅ “ ａ ｅ Ｓ Ｓ 酵 液 中 分 离 得 到 阿 卡 ｅ ｊ ｏ ｌ ｄ ｓ ｔｈ Ｄ ｊ 发
症 ，还 极 大 地 提 高糖 尿 病 的死 亡 率 。故 降 低 餐 后 血糖
是预 防糖 尿 病 、减 少 并 发 症 和 降 低 死 亡 率 的 重 要 措 施 之 一 。临 床 应 用 中 ， ａ一 萄 糖 苷 酶抑 制 剂 类 药 物 不 葡
下。
１２ 伏格列波糖 ． 伏 格 列 波 糖 （ ｏ ｌｂ ｓ ） 商 品 名 倍欣 ， 是 日本 ｖ ｇｉｏ ｅ ， 武 田开 发 研 制 的 新 一 代 ａ一 萄 糖 苷 酶 抑 制 剂 ， 它 是 葡 从放 线 菌 培 养 液 中发 现 的 氨 基糖 类 似 物 。 口服 后 能竞 争拮抗 性地抑 制肠道 内双糖类 水解酶 （ ａ一 萄 糖 苷 葡
低 ， 增 强 组 织 对 胰 岛 素 的 敏 感 性 ， 减 少 胰 岛 素 的 分 泌 。 对 预 防 和 延 缓 糖 尿 病 并 发 症 的 发 生 具 有 很 好 的 作 用 … 。 国 内 以 仿 制 药 为 主 ， 近 几 年 其 市 场 份 额 呈 上 升 趋势。
合 成 步 骤 烦 琐 、 成 本 高 、 效 率 低 ，进 展 较 为 缓 慢 。 国 内 受 技 术 和 成 本 限 制 ， 大 多 是 从 中 草 药 ， 如 甘 草 Ｉ —ｌ Ｉ 、茶 叶 、桑 、 虎 杖 和 五 味 子 中筛 选 ， 张 哲 等 从 Ｉ 钝 顶 螺 旋 藻 中 分 离 。 目前 井 冈霉 素 产 生 菌 和 野 尻 霉
微生物来源的酶抑制剂
ACAT抑制剂
类固醇类：
Aspergillus fumigatus FO-1289 中分离到的
pyripyropenes是一类令人激动的发现, 不仅抑制活性很 强, 且可以选择性抑制ACAT2 PyripyropeneA-R, 其中A和C是目前发现最强天然抑制 目前为止只在微生物来源的抑制剂中发现了一种选择性抑 制ACAT2的物质, 即pyripyropene A
现国内已有6种他汀类药物可供临床选用：
洛伐他丁(lovastatin) 、普伐他丁(pravastatin)、 辛伐他丁(simvastatin)、氟伐他汀(fluvastatin)、 阿托伐他汀(atorvastatin）、瑞舒伐他汀(rosuvastatin)
超级他汀 ：
罗伐他汀(rosuvastatin）2003年在美国获批上市 伊他伐他汀（itavastatin,NK-104,亦即 pitavastatin，匹伐他汀），2003年在日本获批 上市
他汀类药物的非调脂作用
抗凝固作用 改善内皮细胞功能作用 抗炎症作用 抗骨质疏松作用 抗肿瘤作用 预防痴呆 防治慢性心力衰竭 防治高血压 防治周围动脉疾病 抗心律失常 保护心脏瓣膜
毒副作用较少 肌病（CK） 肝毒性（谷丙和谷草转氨酶）
1998年美国心脏协会（AHA）主席指出，我 们面临一场"脂质革命"，进入了一个"他汀 "的全新时代。他汀类药物在动脉粥样硬化 的预防方面的贡献和成就将至少相当，甚 至超出青霉素问世对传染性疾病和风湿热 预防的贡献与成就。
4、胰酯酶抑制剂
胰酯酶对食物中甘油三酸酯的吸收起着关 键性作用，高营养性脂肪的吸收会造成肥 胖。
谷胱甘肽转移酶抑制剂筛选方法一
谷胱甘肽转移酶（GST）还原型谷胱甘肽占绝大多数。
谷胱甘肽转移酶 (GST) 是广泛分布于哺乳动物、植物、鸟类、昆虫、寄生虫及微生物体内的一组多功能同工酶。
GST是由23-29KDa的不同亚基构成的同源二聚体，每一类GST同工酶中组成的亚基种类有多种，因此编码GST同工酶的基因是一个巨大的超基因家族。
GST主要功能是催化某些内源性或外来有害物质(过氧化物、α, β2不饱和醛酮、烷基或芳香基化合物)的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的巯基偶联，增加其疏水性使其易于穿越细胞膜，分解后排出体外，从而达到解毒的目的，有抑制细胞癌变的功能。
通常认为，谷胱甘肽转移酶的作用是催化谷胱甘肽与外来的或内在的有害物质亲电结合排出体外而起到解毒的作用，但是对于治疗癌症药物的研究主要是针对能够抑制谷胱甘肽转移酶（GST）活性的酶抑制剂，而不是GST催化解毒作用。
研究表明，GST的酶活性水平与肿瘤的耐药性密切相关心。
因此，GST可能是治疗耐药肿瘤的潜在药物作用靶点。
与GSTs相关疾病有：人类癌症包括胃癌，结肠癌，胰腺癌和肺癌动脉粥样硬化和冠心病。
近年来对GST抑制剂的研究越来越多，研究报道的GST抑制剂主要有：依他尼酸（EA）及其类似物、TLK199及其类似物、黄酮类化合物、双功能基化合物，还有其他一些抗虐药物如乙嘧啶和奎尼丁等等。
抗肿瘤药物与GSH作用模式图：图中GST-∏是人体内一种Ⅱ相代谢酶，其对肿瘤的耐药作用主要由其解毒功能引起，其作用机制：①催化谷胱苷肽(GSH)与亲电子药物如各种烷化剂结合，增加其水溶性，加速其排泄而使药效减低；②清除葸环类药物等产生的自由基，减轻药物自由基对细胞的损伤；③通过直接与药物结合的形式降低药物活性等。
机理解释：图中是一个肿瘤细胞，当治疗肿瘤的药物顺铂进入细胞时，GST就会催化谷胱甘肽GSH与顺铂结合而将其排出体外，所以为了加强药效，就需要使GST的功能受到抑制，GST 抑制剂占据GST酶活性位点，使GST无法催化GSH与顺铂结合，这样就会降低抗肿瘤药物的耐药性。
蛋白酶抑制剂筛选模型
吸附或融合抑制剂筛选模型
将纯化的CD4或HIV一1 gpl20包被至ELISA 板上，在不同浓度药物存在的情况下，检 测另一种蛋白的结合量 特异识别HIVgp41六股a一螺旋束核心结构 空间构型的单克隆抗体，以该抗体建立夹 心ELISA方法
2 、抑制辅受体相互作用
趋化因子CCR5，为G蛋白偶联因子超家族（GPCR）成员的 细胞膜蛋白，是HIV-1入侵机体细胞的主要辅助受体之一
1、HIV吸附或融合抑制剂：
HIV侵入T淋巴细胞的起始阶段是HIV吸附于细胞膜 表面，是由于HIV膜蛋白gp120与T细胞表面受体 CD4的高度特异性结合。
霉酚酸(MPA)
从Penicillium sp. FO28017培养液中分离得到的小分 子物质, 是一种次黄嘌呤核苷酸脱氢酶( IMPDH ) 抑制剂和抗H IV抑制剂 蛋白印迹分析MPA能减少H IV的gp120表达从而抑 制H IV的感染，其作用机制主要是通过减少H IV 表面膜蛋白gp 120的表达来抑制合胞体形成。
蛋白酶抑制剂筛选模型
HIV-1蛋白酶与短肽链（含Tyr-Pro键）反 应 通过对肽键的测定推算出HIV-1蛋白酶的活 力 以此为对照，在系统中加入待测样品
4、逆转录酶抑制剂： 逆转录酶由pol基因编码，功能为转录和复 制病毒基因组 逆转录酶是艾滋病选择性化疗的首选靶位 之一 quinoxapatin A和quinoxapatin B 由放线 菌产生,为非竟争性酶抑制剂,具有可逆性
7个微生物代谢产物类CCR5 抑制剂
3、蛋白酶抑制剂：
HIV蛋白酶由pol基因编码，功能为切割聚 合蛋白 gag基因编码聚合蛋白→基质蛋白（p17）、 核衣壳蛋白（p7、p9）、衣壳蛋白（p24）
酶抑制剂的筛选初1
酶抑制剂的作用方式
1.直接抑制病原微生物或人体内生物合成 途径中的某种关键酶，减少某种产物的 生成。 2.通过抑制人体内生物合成途径中的某种 酶使人体有益的底物得以积累，从而达 到治疗的目的。 3.通过抑制与某种生物合成途径直接相关 且必需的另一个生化反应的酶来减少有 害物的生成。
酶抑制剂的作用方式
1逆转录酶抑制剂rti2蛋白酶抑制剂3整合酶抑制剂目前国际上治疗艾滋病的药物共17种尚未有治疗艾滋的特效药高效抗逆转录病毒疗法逆转录酶抑制剂法及蛋白酶抑制剂的联合治疗是目前治疗中的基本治疗其他均为辅助治疗如免疫增强剂及中草药设计酶抑制剂筛选方法的基本原理在筛选酶抑制剂时要分离或精制得一定量的筛选酶再根据筛选酶与特定底物的特异性反应后所生成的反应物来设计反应程序从反应体系中底物的减少或消失和生成的产物的数量来判断待筛物的抑制活性强弱
设计酶抑制剂筛选方法 的基本原理
在筛选酶抑制剂时,首先要分离或精 制得一定量的筛选酶，然后再根据 筛选酶与特定底物的特异性反应后 所生成的反应物来设计反应程序,最 后从反应体系中底物的减少或消失 和生成的产物的数量来判断待筛物 的抑制活性强弱。
筛选模型的建立
筛选模型就是在筛选实验中所应用的实 验模型，由于抑制剂筛选要求实验方案 有标准化和定量化的特征，因而在传统 药理实验中常见的动物实验在抑制剂筛 选中较少应用，根据实验模型的不同， 药物筛选可以分为分子水平的筛选和细 胞水平的筛选。
1.比色检测法 比色检测法是最经典的酶检测方法，主要通过 测定反应底物或产物在紫外或可见光下的吸收 值，通过在特定波长下检测吸光值的变化．间 接地反应体系中酶的活性。比色检测法的关键 是在筛选反应体系中含有特定吸收波长、可用 于检测的化合物。对仪器要求简单，普通的酶 标仪就能够满足一般的高通量筛选的要求，也 是最为方便的检测方法之一，但是该方法的灵 敏度有时相对较低，有时为了达到信号在线性 范围内，需要较大的酶量和底物浓度。
淀粉酶抑制剂-来自baidu百科
能抑制α-淀粉酶的抑制剂如链霉菌YM-25菌株产生的hairm；链霉菌S. corchoruchii菌株产生的paim以及链霉菌S. dimorph ogenes菌株产生的萃他丁(trestatin)等都是α-淀粉酶抑制剂，它们对不同来源的α-淀粉酶均显示出强的抑制作用，但不抑制β-淀粉酶和β-糖苷酶。
以萃他丁为例：它含有A,B,C三个组分的α-淀粉酶抑制剂属于低聚糖同系物。
它是无色粉末，紫外光谱呈末端吸收，对蒽酮、酚-硫酸呈阳性反应，对坂口、红四唑呈阴性反应。
Trestatin对猪胰α-淀粉酶、曲霉α-淀粉酶、枯草杆菌α-淀粉酶都有抑制作用，但不抑制β-淀粉酶和β-葡萄糖苷酶。
国外α-淀粉酶抑制剂研究起步较早，早在上世纪四十年代就有小麦种子中α-淀粉酶抑制剂的报道[5~7]。
它是一种电迁移率为0.2，分子量为21000的蛋白质。
但在随后的25年间很少有这方面的报道[8]。
之后Shainkin和Birk[9]提出小麦粉中存在两种α-淀粉酶抑制剂，并阐述了它们的分离和性质。
它们的电迁移率不同，对不同来源的α-淀粉酶专一性不同。
从后来的研究[10~14]知道：它们在小麦种子中是多分子形式的蛋白质，能不同程度的抑制昆虫和哺乳动物的淀粉酶。
1945又在普通大豆上有过报道[15~16]，1972年α-淀粉酶抑制剂曾经在微生物上有过报道，因其在医药上的价值而被广泛研究。
α-淀粉酶抑制剂在20世纪70年代被深入研究，在20世纪80年代和90年代，由于发现其在医学上的重要性，尤其在抑制糖尿病和高血糖以及对昆虫选择性控制等方面具有重要作用而加速研究[17]。
70年代以来，已研究发现100多种来自植物和微生物的抑制α-淀粉酶的活性物质，有的已经进入临床实验[18]。
微生物来源的糖苷水解酶抑制剂的筛选研究在近些年来已成为比较活跃的领域之一，尤其在联邦德国和日本。
现已报道的这类酶抑制剂20~30种。
Namiki等报道从一株链霉菌发酵液中分理出一种新的寡糖类α-糖苷水解酶抑制剂Adiposin。
酶抑制剂筛选模型研究进展
合， 更 要观 察药 物对 酶 活性 的影 响 。 根 据酶 的特点 ， 酶 的反 应底 物 和产 物 都可 作 为检 测指 标［ ２ １ 。以酶 为 作用 靶 点 的 高
通量 检 测 方 法 ， 绝 大 多数 是 直 接 检测 酶 的活 性 ， 主 要 有 基
酶 的专 ＿ 二 抑制 剂 作 为药 物 ， 来调 节体 内的异 常代 谢 。 酶 抑 制剂 作 为药 物 的治 疗 基 础 是 通 过 限制 酶 催 化底 物 的 反 应 能力 ， 使 底 物 浓 度增 高 或 代 谢 产 物 浓度 降 低 ， 以 达 到 改善 症状 的 目的 。在一 系列 酶 促 反应 中 ， 以抑 制 限速 酶 或 关键 酶 的效 果 最好 。在 目前 上市 的 药物 中 ， 以受 体 为
靶 点 的药 物 占 ５ ２ ％， 以酶 为靶 点 的药 物 占 ２ ２ ％， 以离 子 通 道 为靶 点 的药 物 占 ６ ％， 以核酸 为靶 点 的 药物 占 ３ ％。酶 抑 制 剂 的开 发是 新药 的 重要 来源 。随 着现 代 生物科 学技 术 的
于放 射性 的方法 和基 于 比色 、 荧 光 的方 法 两大 类［ ３ １ 。 曹鸿 鹏 等 采 用荧 光 分 析法 建立 了流 感 病 毒 神经 氨 酸 酶抑 制 剂 的高 通量 筛选 模 型 ， 从 甲型及 乙 型流 感 病 毒 中制 备 出神 经氨 酸酶 ， 以有荧 光 特性 的化合 物为 酶 的底 物 ， 利 用
为分 子水 平 的筛 选模 型 ，也 有 少量 细胞 水 平 的筛 选 模 型 。
筛选 以酶 为 作 用靶 点 的药 物 ，不 仅 要 观 察 酶 与 药 物 的 结
域 。随着 酶学 研究 的深 入 ， 对 酶结 构 的认 识 ， 已能在 分 子水
微生物来源的醛糖还原酶抑制剂的研究进展
ｌ
醛柑还原嗍
ＮＡＤＰ ＮＡＤＰＨ
Ｉ Ｉ Ｉ 梨孵脱 酶
Ｉ 磷酸激酶
到 ８ 口 。尽 管 可 以用 胰 岛素对 糖尿 病患 者进 行治 疗 ， ］ 但 还 是 会 留下 危 及 许 多 组 织 和 器 官 的 糖 尿 病 并 发 症
糖 尿病 （ ｉｂ ｔｓｍｅｌ ｕ ， ｄａ ｅｅ ｌｔｓ ＤＭ） 一 种 多 病 因 的 ｉ 是 代谢 性疾 病 ， 特 征之 一 就 是葡 萄 糖 代谢 异 常 和 某些 其
Ｄ￣ ．ｏ －Ｕ；ｔ ，ｔ Ｊ ｌ ： … 梨 醇 果 糖
组 织 中高 血糖 状 态 。１ ９ ９ ５年 ， 界卫 生 组 织统 计 全世 世
ｓ ａ ｃ ｎ ａ ｄｏ ｅ ｒ ｄ ｔ ｓ ｎｈｉ ｉｏｒ ｒ ｍ ｉ ｒ ｏ ｇａ ｉ ｍ ｓ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌ ｓ ｅ ｕｃ ａ ｅ ｉ ｂｔ ｓｆｏ ｍ ｃ ｏ ｒ ｎｓ ．
ＫＥＹ ＯＲＤＳ Ａｌ ｓ ｅ ｃ ａ ｅ ｉ ｂｉｏｒ Ｗ ｄｏ ｅ ｒ ｄｕ ｔ ｓ ｎｈｉ ｔ ｓ； Ｄｉｂｅ ｉ ｏ ｐ ｉａ ｉ ｎｓ； Ｍ ｉｒ ｂｉ ｌｏｒｇ ｎ ａ ｔｃ ｃ ｍ ｌｃ ｔｏ ｃ ｏ ａ ｉ ｉ
（ ｉｂ ｔ ｏ ｌ ａｉｎ ） 如 糖 尿 病 性 白 内障 、 脉 粥 ｄａ ｅｉ ｃ ｍｐｉ ｔ ｓ ， ｃ ｃ ｏ 动 样 硬化 、 围神 经 疾 病 、 周 肾脏 病 变 和 视 网 膜 病 变等 ［ 。 ２ ］
４ Ｃｈ ｍｉｔ ｙ ａ ｄ Ｌ ｆ ｃ ｅ ｃ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｎ ｉｅ Ｓ ｉｎ ｅ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ，Ｗ ｅ ｔＡｎ ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ， ｓ ｈ ｉ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｌｉ ｎ ２ ７ １ ） ｕａ ３０ ２
产脂肪酶微生物的筛选及脂肪酶基因的克隆表达
产脂肪酶微生物的筛选及脂肪酶基因的克隆表达产脂肪酶微生物的筛选及脂肪酶基因的克隆表达摘要：脂肪酶是一类催化脂肪水解的酶，广泛应用于食品、制药和生物工程等领域。
本文旨在概述产脂肪酶微生物的筛选方法以及如何克隆和表达脂肪酶基因。
通过筛选出高产脂肪酶的微生物，并利用基因克隆技术将其基因表达，可以为大规模生产纯脂肪酶提供基础。
1. 引言脂肪酶是一种催化脂质的水解反应酶，广泛存在于微生物中。
它们通过将脂肪酯水解为脂肪酸和甘油，起到重要的催化作用。
因此，寻找高产脂肪酶的微生物，并将其脂肪酶基因克隆和表达，具有重要的应用价值。
2. 产脂肪酶微生物的筛选产脂肪酶的微生物广泛存在于土壤、水体和动物消化系统等环境中。
筛选产脂肪酶微生物的方法主要有：直接筛选法、改进筛选法和基因工程筛选法。
2.1 直接筛选法直接筛选法是最常见也是最简单直接的方法之一。
通过将微生物菌株进行培养，然后检测菌液中产酶能力。
其中，利用酶抑制剂和显色剂的方法可以进行定性和定量的检测。
该方法的优点是操作简便，易于操作。
2.2 改进筛选法改进筛选法通过加入酶诱导剂、化合物诱导剂和高浓度含油样品等方式，提高产脂肪酶的微生物菌株筛选效果。
例如，可使用大豆油、浓缩桔子油等作为诱导剂，增强菌株胞外酶的产酶能力。
2.3 基因工程筛选法基因工程筛选法是利用基因工程技术构建含有脂肪酶基因的表达载体，转化到宿主菌株中，使其表达目标基因并产生脂肪酶。
这种方式可通过对基因进行改造和优化，提高脂肪酶活性和稳定性。
同时，基因工程筛选法还可以利用高通量筛选技术，如流式细胞术和高通量测序技术，提高筛选效率。
3. 脂肪酶基因的克隆和表达脂肪酶基因的克隆和表达是关键步骤，它们可以为脂肪酶的高效生产提供基础。
3.1 脂肪酶基因的克隆脂肪酶基因的克隆可以通过PCR扩增、限制性内切酶切割和连接等方法实现。
首先，从目标微生物的基因组DNA或环境DNA中提取目标基因的DNA序列。
然后，使用特异性引物进行PCR扩增，得到目标基因的DNA片段。
微生物产生的生理活性物质
微生物源菊粉酶
菊粉酶(Inulinase), 学名为 β-2,1-D-果 聚糖酶,又称β-果聚糖酶,属于糖基水 解酶32家族(glycosyl hydrolases family 32)广泛存在于微生物和植物中。
菊粉酶分类
按照菊粉酶对底物作用方式的不同可将其分为内切 菊粉酶和外切菊粉酶两类。
1.内切菊粉酶可随机地将菊粉链内部的糖苷键断开, 水解产物主要为低聚果糖。
微生物产生的生理活性物质
20世纪60年代初,Umezawa 提出了酶抑制剂的概念认 为微生物有机体内酶及其 抑制剂是共存的。 导致了许多新的筛选模 型与方法的建立，开创了 从微生物代谢产物中寻找 其他生理活性物质的新时 代。
微生物来源酶抑制剂筛选 的先驱－－Hamao Umezawa
微生物产生生理活性物质
随着分子生物学和免疫学的发展, 高特异性、高选择性和低毒副作 用的新型免疫抑制剂成为近年来国内外研究热点
微生物来源的酶
微生物源果胶酶
果胶酶是指一类能够分解果胶物质的复 合酶，广泛存在于植物果实中，另外微 生物中的真菌、细菌和放线菌都能发酵 生产果胶酶的相关酶系，在对食品腐坏 的研究过程中科学家首次发现了微生物 产生的果胶酶，此后，很多研究者针对 微生物果胶酶展开了研究并获得了大量 成果，果胶酶在食品加工、纺织、造纸 等与国计民生息息相关等领域应用广泛。
菊粉酶的应用
1.利用外切菊粉酶生产高果糖浆：以菊粉为原料,可分别利用 酸法和酶法制备果糖。用酸法制备的果糖产量虽高,但副物 (葡萄糖和蔗糖)多,色素重,分离较困难,难以进行后续精制操作。 而利用外切菊粉酶制备果糖,不仅生产工艺简单,转化率高,而 且果糖纯且产量高,果糖含量可高达。因此,外切菊粉酶在生 产果糖及高果糖浆的工业应用上潜力巨大。 2.利用内切菊粉酶生产低聚果糖：工业上主要是利用内切菊 粉酶随机的断裂菊粉链内部的糖苷键生成低聚果糖,此法不仅 产物纯度高,而且生产过程易于控制。纯度高的低聚果糖热能 低,适用于特殊及肥胖人群,而高纯度低聚果糖的低吸湿性又 可用于制作粉剂及颗粒,在工业上的适用范围更广泛。 3.利用菊粉酶生产酒精：利用菊粉酶降解菊芋粗提液发酵生 产的酒精, 几乎能将菊芋粗提液发酵完全,且不需要再添加其 他的营养成分,酒精产量可达96%