功能性红曲中三类主要聚酮类化合物合成途径相关基因研究进展
红曲霉聚酮类次生代谢产物的生物合成
2922008年第03期红曲霉聚酮类次生代谢产物的生物合成高蓝,李浩明(广东药学院,广东广州510006)摘要:红曲霉可产生多种聚酮类次生代谢产物,主要包括红曲色素、莫那可林K和桔霉素。
其中红曲色素广泛用于食品着色,莫那可林K用作降血脂的药物,而桔霉素则对脊椎动物包括人体有肾毒性。
本文对这几类聚酮类次生代谢产物的生物合成途径、生物合成相关的聚酮合成酶等方面的研究进展进行了综述。
关键词:红曲霉,聚酮类化合物,红曲色素,莫那可林K,桔霉素B i osynthesis of pol yketides i n M onascusGAO Lan,LI Hao-m ing(Guangdong Phar maceuti calUn i versity,Guangzhou510006,Ch i na)Abstrac:t Monascus spec i e s have the ab ili ty to p rod uce second a ry m e t ab olit es of po l yketi des1I nc l ud i ng M onasco rub ri n p i g m en,t w h i ch has been w i d e l y used as a natu ra l f ood-co l o ri ng agen t f o r m any ki nd s o f f ood s; M onaco l i n K,w h i ch has b een p roven to have cho l es t e ro l-l o w e ri ng e ff ec t s;and C i tri n i n,w h i c h i s m od era te l y neph ro t oxi c t o verteb rates i n c l ud i ng hu m ans1The res ea rch advances o f p o l yke ti d es b i o syntheti c pa t hw ay and c l on i n g of b i osynthe ti c g ene c l us t e rs for these p o l yke ti d es w e re r ev i e w ed1Key w ords:M onascus;p o l yke ti d e;Monascorub ri n p i g m en;t M onaco l i n K;C i tri n i n中图分类号:TS20113文献标识码:A文章编号:1002-0306(2008)03-0292-04Chem istry,2004,378(3):634~6411[14]D eryab i na M A,Y akov leva J N,P opova V A,et a l1D e ter m i nati on o f the herb icide acetochlor by fl uorescence po l ar izati on i m m unoassay[J]1Journa l o f Ana l y ti ca l Chem istry, 2005,60(1):80~851[15]Ere m i n S A,M urtazi na N R,Er m o lenko D N,e t a l1 P roducti on of po l yc l ona l antibodies and deve lop m ent o f fl uorescence po l ar izati on i m munoassay for sulfan ila m i de[J]1A nalytical L etters,2005,38(6):951~9691[16]Sh i m W B,K o l osova A Y,K i m Y J,et a l1F l uorescence po l ar izati on i m m unoassay based on a m onoc l onal anti body for t he detection o f ochratox i n A[J]1Internati ona l Jou rnal o f F ood Science and T echno l ogy,2004,39(8):829~8371[17]M ohamm ad S N,M ichael E J1D eve l op m ent o f a fluo rescence po l ar izati on assay for the deter m i nati on o f afl a tox insi n gra i ns[J]1A g ric1Food Chem,2002,50:3116~31211[18]Chr i s M M,R onald D P1R ap i d fl uorescence polar i zati oni m m unoassay for t he m ycotox i n deoxynivaleno l i n wheat[J]1A gr i c F ood Che m,2002,50:1827~18321[19]V i ncenzo L,M iche l ange lo P,A ng elo V1O pti m izati on of a fluo rescence po l a rization i m m unoassay for rap i d quantifi cation o f deoxynivaleno l i n duru m wheat–based products[J]1Journal o f F ood Protec tion,2006,69(11):2712~27191对于丝状真菌而言,聚酮化合物(po l yket i des, PK s)合成途径是其形成次生代谢产物的主要途径之一。
红曲的化学成分、药理作用及临床应用研究进展
红曲的化学成分、药理作用及临床应用研究进展阅读笔记1. 红曲菌Monascus spp.隶属真菌门子囊菌亚门不整囊菌纲散囊菌目红曲科红曲属，以菌丝体及孢子入药，菌株大致可分为3种：安卡红曲霉Monascus ankasp.、丛毛红曲霉Monascus pilosusSato及紫色红曲霉Monascus purpureusWent。
其培养物大多呈现紫红色，古代称丹曲，又称红曲，主要以大米为原料，接种红曲菌发酵而成。
红曲在我国的使用历史已有1000余年之久，广泛用于中药、酿酒、食品着色等方面。
红曲味甘，性温，归肝、脾、胃、大肠经，具有消食和胃、活血止痛、健脾燥胃之功效。
现代研究表明，其含有的他汀类、脂肪酸、甾醇、色素等成分具有调节血脂、抗炎、抗肿瘤、抗氧化等药理作用。
20世纪70年代，日本学者从红曲中分离筛选出了具有调节血脂作用的生理活性物质莫纳可林K，掀起了对红曲研究的热潮，至今已取得了斐然成果。
2. 红曲中的化学成分分类代表药物莫纳可林类洛伐他汀，成为首个上市的调脂药，其能够显著降低胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterin，LDL-C）水平，是他汀类调脂的代表药。
近年来，洛伐他汀的抗肿瘤作用也成为了研究的热点，研究发现其对肺癌、胃癌、鼻咽癌、宫颈癌等多种常见恶性肿瘤都有明显的抑制作用。
甾 1.麦角甾醇又称麦角固醇，是红曲发酵过程中产生的主醇类要维生素类化合物，也是微生物细胞膜的主要成分之一。
麦角甾醇为维生素D2的前体物质之一，经紫外线照射发生结构转化生成维生素D2，参与人体内钙和磷的代谢，并影响细胞增殖分化。
研究发现，维生素D2还和癌症、骨质疏松症、自发性免疫疾病、心血管疾病等多种疾病有关。
麦角甾醇可显著降低糖尿病肾病模型小鼠的血糖水平，为麦角甾醇用于糖尿病肾病的临床治疗提供了理论依据。
2.豆甾醇又称豆固醇，是一种植物甾醇，广泛存在于多种植物种子中。
红曲色素组分、功效活性及其应用研究进展
摘 要 ：红 曲色素 是一 种 天然 、安 全 、营养 的食 用 色素 ，其 具有 良好的 着色 性和 多 重功 能活 性 ，因此 在食 品 、医 药等 行业 中 具有 良好 的
应 用 前景 。该文 介 绍 了红 曲色 素 的组成 、理 化性 质 和生 物 活性 ，并对 红 曲色 素研 究及 应 用现 状进 行 了综 述 ，旨在 为进 一 步研 究红 曲色
（１．ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ ＣｅｎｔｅｒｏｆＪＵＮＣＡＯ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙ ＵｎｉｖｅｒｓＲｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００２，Ｃｈｉｎａ１ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍ ｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ａｒｅ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ，ｓａｆｅ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｔｉｏｕｓ ｆｏｏｄ ｃｏｌｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｈａｖｅ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｌｏｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，Ｍ ｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍ ｅｎｔ ｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｎ ｆｏｏｄ，ｍ ｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｎｅｎｔｓ，ｐｈｙｓｉｃｏ—ｃｈｅｍｉ－ ｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｍ ｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇ ｍ ｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ，ｗ ｈｉｃｈ ａｉｍ ｅｄ ｔｏ ｐｒｏ— ｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆＭ ｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇ ｍ ｅｎｔｓ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍ ｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇ ｍ ｅｎｔｓ；ｐｈｙｓｉｃｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
红曲色素合成机理的初步探讨
短链脂肪Байду номын сангаас 对照
乙酸
加入最终浓度（ｍｌ／Ｌ） ０
２ ４ ６ ８
菌体量（ｇ／Ｌ） １７．４３
１７．１２ １８．９３ １７．８８ １６．８６
发酵液色价 ６．７２
８．８９ １４．９１ １０．０４ ６．３４
１
２
丙酸
３
４
１７．３４
７．９２
１７．９７
９．０３
１６．９２
８．８７
取 １ ０ ｍ ｌ 充分振荡均匀的发酵液，滤纸过滤，８ ０ ℃ 烘干 ２ ４ ｈ ，称重，每 １ ０ ｍ ｌ 发酵液含干菌体重 Ｗ １，然 后换算成发酵液中干菌重：Ｗ １ × １ ０ ０ （ ｇ ／ Ｌ ） 。 １．５ 液体色价的测定
参考文献［ ６ ］计算，以总的 Ｏ Ｄ 值的变化表示红曲色 素色价的变化。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｅｅｄ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｏｆ ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔｓ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｂｒａｎｃｈｅｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｂｒａｎｃｈｅｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｖａｌｉｎｅ， ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ， ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ， ｇｌｕｔａｍｉｎｅ， ａｃｅｔａｔｅ， ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ ｃａｎ ａｃｔ ａｓ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ａｎｄ ｓｔｉｍｕｌａｔｅ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ． Ｂｅｓｉｄｅｓ， ｔｈｅｓｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｔｈａｔ ａｌｌ ｃａｎ ｂｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｏｆ ｐｏｌｙｋｅｔｉｄｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ． Ｓｏ ｔｈｅ ｐｏｌｙｋｅｔｉｄｅ ｐａｔｈｗａｙ ｉｓ ｐｒｅｓｕｍｅｄ ｔｏ ｂｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔｓ；ｐｏｌｙｋｅｔｉｄｅ；ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ 中图分类号：Ｑ５９１．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００７）０３－００７７－０３
红曲霉固态发酵产红曲色素研究进展
红曲霉固态发酵产红曲色素研究进展发表时间：2020-06-18T07:09:14.123Z 来源：《中国科技人才》2020年第4期作者：王晓晓[导读] 红曲是将红曲菌（Monascusspp.）接种于大米等淀粉类原料并经发酵的传统发酵产品。
我国是红曲的发源国，也是全球最大的生产国。
浙江圣氏生物科技有限公司浙江省湖州市 313300摘要：红曲是将红曲菌（Monascusspp.）接种于大米等淀粉类原料并经发酵的传统发酵产品。
我国是红曲的发源国，也是全球最大的生产国。
红曲产品按其用途可分为色曲、功能曲和酿造曲等，在食品、药品和化妆品中广泛应用，经济价值较高。
本文就红曲霉固态发酵产红曲色素的相关问题进行了探讨。
关键词：红曲霉；固态发酵；红曲色素前言红曲霉菌是一种丝状真菌，在发酵过程中可产生以洛伐他汀（Lovastatin）、红曲色素为主的具有降血脂、抗氧化功效的次级代谢产物。
已有研究表明红曲霉菌发酵过程中产生糖化酶、蛋白酶等酶类，将原料中多糖、蛋白质等大分子物质降解成人体易于吸收的小分子片段，同时产生新的活性次级代谢产物。
红曲霉发酵的过程中，产生色素、莫拉克林、γ－氨基丁酸（GABA）等次生代谢物，这些次生代谢物可用于食品着色剂、制作降胆固醇和降压药物，可见红曲具有很高的经济价值。
近几年，对红曲霉的研究主要集中在优良菌株的筛选及培养条件的优化。
红曲霉属于子囊菌，能产生耐热的子囊孢子，且红曲霉能在缺氧、高酸和高盐浓度下生存。
红曲霉可用于酿酒（黄酒、果酒和药酒）、制作发酵食品（腐乳、酱菜）、食品着色及保健品等。
红曲产品在亚洲地区广为流传，常见的为由大米发酵制成的红曲米，简称红曲，其被当做功能性食品已有数千年历史。
红曲最初被记载于《饮膳正要》，别名为赤曲、丹曲、红米、福曲、红大米、红槽等。
1红曲霉色素食品加工通常会导致食品色泽的变化，因此往往需要色素来改善其不良色泽，但目前对合成色素的研究表明其具有潜在的致癌物和致突变性，且可能导致某些儿童疾病。
聚酮类化合物及其应用
聚酮类化合物及其应用摘要由微生物和植物产生的聚酮类化合物（PK）的数量庞大，是一大类结构多样化和生物活性多样性的天然产物，已经成为新药的重要来源。
综述了3种类型聚酮类化合物生物合成基因簇的特点，即以模块形式存在的I型聚酮合酶、包含一套可重复使用结构域的Ⅱ型聚酮合酶以及不需要ACP参与，以植物中的查耳酮合酶为代表的Ⅲ型聚酮合酶。
介绍了近年来组合生物合成技术的基本原理、聚酮合酶的基本作用机制以及合成途径的研究进展。
AbstractThe polyketides from microorganisms and plant which are comprise of a large and structurally diverse family of bioactive natural products，are still indispensable for drug discovery. Three types of polyketide synthase were briefly introduced，including the modular（TypeⅠ）PKS，TypeⅡpolyketides，in the synthesis of which a set of discrete monofunctional proteins were repeatedly employed and Type ⅢPKSs（chalcone synthase-like protein）that does not require acyl-carrier proteins（ACPs）.The status of combinatorial biosynthesis technology in microbial medicine researches including polyketides and the machineries of three types of polyketide synthase were also mentioned in this paper.Key wordspolyketide；application；combinatorial biosynthesis；microbial medicine微生物种类繁多，其产物化学结构丰富，生物活性十分广泛，是开发各种新产品的丰富资源，但是传统的筛选方法已远不能满足社会发展的需要。
红曲霉的研究进展_侯敏
方面红曲霉中的洛伐他汀具有降胆固醇、降血脂的作用； 在 工业上，红曲霉产生的莫纳斯叮 A（ Monascidin A） 、安卡内酯 （ Ankalactone） 、几丁质酶和糖肽类物质等可以开发应用为安 全的食品防腐剂［6］。 1． 1 红曲霉及红曲色素 红曲色素以粮食为原料，是红曲 菌培养过程的代谢产物，一般情况下，以大米为原料，生产红 曲米的回收率可达 50% ～ 60% ，红曲米的色素含量可达 5% ～ 10% ，而其他天然色素在原料中的含量则大多在 3% 以 下［7］。红曲色素结构有 10 种，其中 6 种为醇溶性的色素，另 外 4 种为水溶性色素［8］。红曲霉发酵所产生红曲色素有 20% ～ 30% 分泌到发酵液中（ 即胞外色素） ，70% ～ 80% 在菌 体内（ 胞内色素） 。胞内色素多为醇溶性色素，而胞外色素多 为水溶性色素。对红曲霉发酵液中红曲色素的提取可以采 用活性炭（ 粉状） 吸附法、等电点共沉淀法等。活性炭吸附法 是先用活性炭吸附发酵液中的色素，然后用乙醇进行洗脱。 研究发现，以粉状活性炭吸附后，以 95% 的乙醇在 50 ℃ 洗脱 30 min 效果较好，但活性炭吸附的色素不易洗脱，色素回收 率较低。等电点共沉淀法是通过调节发酵液的 pH 到豆蛋 白的等电点，从而使与豆蛋白结合的水溶性色素一起沉淀下 来，然后将发酵液离心沉淀，浓缩后获水溶性红曲色素。该 方法在 pH 3． 1 ～ 3． 5 范围内沉淀效果较好，对色素的提取率 较活性炭 吸 附 法 较 高。菌 体 内 红 色 素 提 取 主 要 是 浸 提 法。 但湿菌体直接用有机溶剂浸提的效果不够理想，浸提液中色 素含量很低，且对浸提液进行浓缩时，因水含量过高，有机溶 剂蒸发慢。对菌体进行烘干处理后进行色素提取的效果更 好，菌体烘干后有机溶剂对色素的浸提速度明显高于湿菌 体，浸提液色价高，且缩短了浓缩时间，避免了红曲色素发生 部分聚合反应，以及提取液的沉淀变性。菌体内色素大多为 醇溶性色素，乙醇和丙酮提取率较高 ，但从经济和毒性方面 考虑 ，乙醇较为适宜 ，且易回收，便于色素的干燥浓缩，其中 以 60% 的乙醇于 60 ℃ 恒温处理 1 h 获得了最大的菌体色素 提取率。在用 乙 醇 提 取 菌 体 色 素 的 同 时，加 入 一 定 量 的 钠 盐、钙盐或其混合物，均可以提高提取效果，可能是由于 2 种 金属离子的存在改变了细胞膜的通透性，从而使色素提取率
一种天然色素-红曲色素的综述
一种天然色素：红曲色素摘要：红曲色素是天然色素中的一种, 它是酮类的衍生物[1]，由红曲霉菌的菌丝体分泌。
本文对红曲色素的分类、结构、理化性质、功能、提取、应用等进行简单介绍。
关键词：天然色素、红曲色素；1 介绍1.1 分类中文名称：红曲色素，红曲红，红曲红色素等；英文名称：Monasucs Red。
目前研究知道红曲色素包含有超过20种的色素，其中已探明的有10种，因此该项的研究也是较热门、势在必行的。
这10种色素有：4种水溶性色素；6种醇溶性色素：红曲红色素：红斑胺、红曲红胺[2]；红曲橙色素：红斑素、红曲红素；红曲黄色素：红曲素、红曲黄素[3]；1.2 结构1.2.1六种红曲色素结构式：1.2.2 水溶性色素红外光谱：2 基本性质物理性质：深紫红色粉末，略带异臭，熔点165-192℃；溶于乙醇、乙醚、醋酸等，在水中的溶解度与溶液的pH关。
化学性质：稳定性：在中性pH范围内较稳定，较耐热，光稳定性差别较大，不受常见金属离子与氧化剂和还原剂的影响。
抗菌性：对蜡状芽胞杆菌、霉状杆菌、枯草杆菌、金黄葡萄球菌、荧光假单胞杆菌有较强的抑制作用，其提取物可使肉毒梭状芽胞杆菌的营养体细胞产生裂痕【4】。
抗氧化性：红曲红色色素和橙色色素都有很强的清除自由基能力。
其中红色色素组分的抗氧化性最好【5】。
3 功能（药理作用）3.1 抗氧化性活性氧自由基能引起脂质过氧化、组织损伤、细胞功能衰退或丧失，因而导致人体许多疾病，一些红曲色素能能拮抗体内过量的自由基，避免组织的氧化损伤，从而预防相关疾病的发生，维护人体健康【6】。
3.2 抗疲劳长期以来，人们一直认为红曲具有消除疲劳，增强体力的作用。
目前为止，人们更倾向于认为红曲色素在抗疲劳方面表现出了显著的活性。
经实验发现，服用醇溶性红曲红色素的小鼠与对照组小鼠相比，其游泳时间明显延长，运动后的血清尿素N含量降低，肝糖原的含量升高，这表明醇溶性红曲红色素具有改善小鼠运动耐力的作用，可能是红曲抗疲劳作用的重要因子。
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ｐａｔｈｗａｙ；ｇｅｎｅ
红曲又称月曲、神曲、红曲米，是以红曲霉为主发酵 生产的一种独特的米曲，在我国已有１ ０００多年的历史，中 国古代诸多书籍中都记载了红曲具有着色、防腐、保健、 医药等作用。近年来，随着人们对红曲药用、生理价值的 深入研究，人们已经开发出对高血压、高血脂等具有显著 疗效的功能性红曲产品。 功能性红曲是指以大米等为原料，利用纯培养的红 曲霉发酵生成的含发酵自然产生的洛伐他汀等生物活 性物质的红曲。功能性红曲中发挥降血压、降血脂等作用 的主要是红曲霉在发酵过程中产生的一些次级代谢 产物，而在这些次级代谢产物中，影响功能性红曲品质 的是三类主要的聚酮类化合物：洛伐他汀、桔霉素和红曲 色素。洛伐他汀是红曲中主要的降脂因子，轻工行业标 准ＱＢ／Ｔ ２８４７－－２００７《功能性红曲米（粉）》把洛伐他汀作为 功能红曲的特征性功能成分，要求洛伐他汀的含量必 须＞０．４％ｔ”。目前，功能性红曲产品的价格高昂并以洛伐
Ｊｉ＂ｎａａｌ ２５００１＜Ｃｈｉｎａ；ＺＳｈａｎｄｏｎｇＺｈｏｎｇｈｕｉＦｏｏｄＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｈｕｉｍｉｎ ２５１７０６，Ｃｉｌｍａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｖａｓｔａｔｉｎ，ｃｉｎｔｒｉｎｉｎ ａｎｄ ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｇｍｅｎｔ
ｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｕｌａｒ
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图２桔霉素生物合成途径
Ｆｉｇ．２ Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ｃｉｔｒｉｎｉｎ
２００７年，ＳＨＩＭＩＺＵ Ｔ等””又克隆出了一段长为２１
ｋｂｐ
的包括ｐｋｓＣＴ及其侧翼的序列，并研究发现由ｃｔｎＡ编码的 一段５７６个氨基酸组成的蛋白序列控带ｌＪｐｋｓＣＴ和ｏｆｆ５的转 录，是桔霉素合成的主要转录激活因子。２００８年，ＳＡＫＡＩ Ｋ 等”１构建了桔霉素合成的异源表达系统，将桔霉素合成基 因簇转入米曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）中，获得可以稳定产 生桔霉素的菌株。为了降低红曲霉中桔霉素的含量，研究 者利用基因工程技术敲除桔霉素合成的相关基因，并取 得了不错的效果。Ｆｕ Ｇ［２０］等利用潮霉素选择性标记置换 橙色红曲霉ＬｉＡＳ３．４３８４中的ｐｋｓＣＴ序列，使桔霉素的含量 降低了９８％；ＪＩＡＸ ｅ等四１同样敲除了紫色红曲霉ＳＭ００１ 中的ｐｋｓＣＴ基因，获得了一株不产桔霉素的工程菌；ＬＩＹＰ 等圈敲除了橙色红曲霉Ｌｉ ＡＳ３．４３８４中的ｃｍＢ基因，该基因 位于ｐｋｓＣＴ和ｃｔｎＡ基因之间，编码的是一个氧化还原酶。 得到的ｃｔｎＢ基因缺陷型菌株基本检测不到桔霉素的产生； 周礼红瞄］通过ＧｅｎＢａｎｋ公布的紫色红曲霉桔霉素聚酮体 编码序列设计引物扩增得到红色红曲霉ＣＩＣＣ５００６的桔 霉素合成酶相关基因序列，构建了ｐＢｐｋｓＣＴＩＨｙｇｒｏ载体 以及通过其中的酮酯酰合成酶的Ｎ端序列构建的 ｐＢｐｋｓＣＷ２Ｈｙｇｒｏ分别破坏ｐｋｓＣｒ基因，均实现了桔霉素合 成的阻断；徐民俊幽利用ｃｍＲ的无效等位基因片段置换紫 色红曲霉中的ｃｔｎＲ转录激活因子，在不引入外源抗性基因 的情况下使紫色红曲霉产生的桔霉素含量减少近５０％。
ｃａｒｒｉｅｒ ｐｒｏ—
对于洛伐他汀生物合成途径及相关酶和基因的最初 认识主要源于对土曲霉的研究［０３。研究发现，参与土曲霉 洛伐他汀合成途径的酶包括：两个多聚乙酰合成酶洛伐 他汀二酮体合成酶（１０ｖａｓｔａｔｉｎ
ｄｉｋｅｔｏｎｅ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ＬＤＫＳ）
ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，
ｔｅｉｎ，ＡＣＰ）及甲基转移酶（ｍｅｔｈｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，ＭｅＴ）功能域， 并分别参与合成洛伐他汀九酮主体和二酮侧链，再由ｌｏｖＤ 编码的转酯酶将二者连接起来合成洛伐他汀㈣。 ２００８年，ＣＨＥＮ
摘要：功能性红曲中三种主要的聚酮类化合物：洛伐他汀、桔霉素和红曲色素是影响功能性红曲产品品质的最重要因素。随着基因 工程技术的发展，研究人员正逐步尝试利用分子手段对上述三种聚酮类化合物的合成途径进行分析和改造，以提高功能性红曲产品 的品质。该文从分子生物学角度对目前报道的洛伐他汀、桔霉素和红曲色素的合成过程及合成途径相关基因的研究进展进行综述， 并对基因工程技术在上述三类聚酮类化合物的合成中的应用前景进行了展望。 关键词：功能性红曲；聚酮类化合物；洛伐他汀；桔霉素；红曲色素；合成途径；基因 中图分类号：Ｑ９３９．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５４—５０７１（２０１４）０８—００１０—０５
ｄｏｉ：１０．１１８８２／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４—５０７１．２０１４．０８．００３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｏｎ
ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｈｒｅｅ ｍａｉｎ ｐｏｌｙｋｅｔｉｄｅｓ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｑｕａｎｌ，ＷＵ Ｙｕａｎｚｈｅｎ９１，ＺＨＡＯ
Ｗ等㈣研究了构巢曲霉
ｎｉｄｕｌａｎｓ）的ｌａｅＡ基因对在其异源表达的洛伐
Ｔａｂｌｅ １ Ｇｅｎｅ ｃｌｕｓｔｅｒ ｏｆ Ｉｏｖａｓｔａｔｉｎ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｉｎ
Ｍｏｎａｓｃｕｓ
为了进一步证实上述分析结果，２００９年，ＣＨＥＮ
Байду номын сангаас
Ｙ Ｐ
等［１３１又利用丛毛红曲霉内源的３一磷酸甘油醛脱氢酶启动 子的ｍｏｋＨ超表达载体转化丛毛红曲霉ＢＣＲＣ３８０７２，筛选 得到３个ｍｏｋＨ基因多拷贝菌株。经检测发现，ｍｏｋＨ基因 多拷贝菌株合成洛伐他汀的能力提高了２倍左右。而且， 通过ＰＴ—ＰＣＲ分析发现，ｍｏｋＨ基因多拷贝菌株中洛伐他 汀合成相关基因的表达均早于出发菌株，证实了ｍｏｋＨ作 为转录因子对洛伐他汀合成基因的正调控作用。此外，研 究者们还发现ｌａｅＡ编码的调控因子对于曲霉属的洛伐他 汀合成也具有调控作用。ＢＯＫ
收稿日期：２叭４—０６—０４ 基金项目：山东省自主创新重大专项项目资助（２０１３ＣＸＣ２０６０５）
他汀的含量高低而定。国家标准ＧＢ／Ｔ ５００９．２２２－－２００８《红 曲类产品中桔青霉素的测定》规定了红曲产品中桔霉素 的测定方法，本标准对液态样品中桔霉素的含量的定量
限为５０¨班，固态样品为ｌ ｍｇ／ｋｇＩ ２１，轻工行业标准ＱＢ／Ｔ
万方数据
２０１ ４ Ｖ０１．３３ Ｎｏ．８
・１ ２・
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２７０
Ｃｈｉｎａ Ｂ ｒｅｗｉｎｇ
Ｙ Ｐ等［１１］
Ｆｏｒｕｍ ａｎｄ Ｓｕｍｍａｒｙ
与洛伐他汀二酮侧链的合成，印证了之前ＣＨＥＮ 的氨基酸序列分析结果。
表１ 红曲霉洛伐他汀生物合成基因簇分析同
敲除了紫色红曲霉中的这段ｐ丘ｓｃｒ基因编码的ＫＳ功能域 或ＡＣＰ功能域，结果发现敲除后菌株不再产生桔霉素，而 且其色素产量也未受到影响。这说明ｐｂｃＴ基因指导紫色 红曲霉中桔霉素前体多聚乙酰的合成。
Ｙ Ｐ等””利用土曲霉中ｌｏｖＢ基因的保
和洛伐他汀九酮体合成酶（１０ｖａｓｔａｔｉｎ ｎｏｎａｋｅｔｉｄｅ
ＬＮＫＳ）（分别由ｌｏｖＢ和ｌｏｖＦ基因编码）、转酯酶（由ｌｏｖＤ基
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Ｘｉａｏｙａｎｌ，ＺＨＡＯ Ｊｉｘｉｎ９２，ＬＩ Ｙａ０２，ＬＩ Ｊｉｓｈｕｎｌ４
Ｍｏｎａｓｃｕｓ
ＣＨＥＮ
ｆ１．ＳｈａｍｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ，ＢｉｏｔｅｃｌｍｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，
２０１ ４ Ｖ０１．３３ Ｎｏ．８
・１ ０・
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２７０
Ｃｈｉｎａ Ｂ ｒｅｗｉｎｇ
Ｆｏｒｕｍ ａｎｄ Ｓｕｍｍａｒｙ
功能性红曲中三类主要聚酮类化合物合成途径相关基因研究进展
陈泉１，吴远征１，赵晓燕１，赵吉兴２，李耀２，李纪顺１术
（１．山东省科学院中日友好生物技术研究中心，山东省应用微生物重点实验室，山东济南２５００１４； ２．山东中惠食品有限公司，山东惠民２５１７０６）
ＢＣＲＣ３８０７２中的ｍｏｋＡ基因，ｍｏｋＡ基因缺失菌株经发酵 后检测发现其不再有合成洛伐他汀的能力，这进一步证 实了ｍｏｋＡ在参与洛伐他汀合成中的作用。随后，ＳＡＫＡＩ Ｋ 等口司在敲除了丛毛红曲霉中的ｍｏｋＢ基因后发现，在该丛 毛红曲霉的发酵产物中虽然检测不到洛伐他汀，但是却 有洛伐他汀的前体物莫纳可林的存在。这说明ｍｏｋＢ是参
ｌｏｖａｓｔａｔｉｎ，ｃｉｎｔｒｉｎｉｎ ａｎｄ ｍｏｎａｓｃｕｓ
ｐｉｇｍｅｎｔ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ
ｉｎ
ａｎｄ
ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉ—
ａｓ
ｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｇｅｎｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｍｏｌｅｃ—
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍａｄ
ｏｎ
ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｐｏｌｙｋｅｔｉｄｅｓ ａｂｏｖｅ，ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｉｍｃｔｉｏｎａｌ
Ｍｏｎａｓｃｕｓ