二萜类化合物紫杉醇
紫杉醇
紫杉醇的研究进展【摘要】：紫杉醇是存在于红豆杉树中的一种化学物质，其独特的抗癌疗效日益被人们重视，被誉为20世纪90年代国际上的抗癌药三大成就之一。
作为抗肿瘤药物应用于临床，特别是紫杉醇的化学结构与其药理活性的构效关系获得了重要成果。
恶性肿瘤患者应用紫杉醇的临床资料,观察药物的毒副作用,总结紫杉醇临床应用特点。
探讨紫杉醇的作用机理及其获得方法。
【关键词】：红豆杉紫杉醇抗癌次生代谢产物生物合成机理紫杉醇简介紫杉醇最早由太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮中分离提取的新型抗癌植物药，1992年12月29日，美国FDA批准紫杉醇上市，美国BMS公司，商品名Taxol，用于治疗卵巢癌。
紫杉醇的特点是广谱抗癌。
对肺癌、食管癌、膀胱癌、头颈部癌、黑色素瘤、结肠癌和HIV 引起的卡波济肉瘤也有效【1】。
紫杉醇(Paclitaxel，商品名为Tax01)分子式为C47H5lNOl4，是1963年美国化学家Wall等首先从短叶红豆杉(Taxus brevifolia)树皮中分离出来的具有独特抗癌活性的二萜类化合物，命名为紫杉醇,1971年利用X射线确定了它的结构，紫杉醇为针状结晶，具有高度的亲脂性，不溶于水(在水中溶解度为0.006 mg／mL) ，不溶于石油醚，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等有机溶剂。
与糖结合成苷后的水溶性大大提高，紫杉醇分子中虽有含氮取代基，但氮原子处于酰胺状态，邻近又有吸电子基，故不显碱性而为中性化合物。
紫杉醇对酸相对稳定(pH4-8范围内)，碱性条件很快分解【9】。
紫杉醇在植物体内的含量相当低，目前公认含量最高的短叶红豆杉树皮中也仅含0．069％，资源很匮乏。
由于美国、加拿大等国家对红豆杉立法保护，药源地转向了中国等国家。
在中国，８０％的红豆杉集中在云南，而且云南红豆杉的紫杉醇含量最高。
从1992年到2001年，将近10年时间，云南红豆杉遭到了毁灭性的破坏，分布在滇西横断山区中的300多万棵红豆杉，绝大部分被剥了皮（有调查数据认为是92.5%），已慢慢死去。
紫杉醇
紫杉醇姓名：赵义林班级：08应用化学本科班学号：0713*******目录一、绪论二、紫杉醇来源三、紫杉醇简介四、紫杉醇基本信息五、紫杉醇的药理作用六、紫杉醇的提取七、紫杉醇的构效关系八、紫杉醇的合成九、紫杉醇的化学研究展望十、参考文献一、绪论紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,属二萜类化合物。
其抗癌机理独特, 活性广谱高效, 是目前所发现的惟一一种通过促进微管聚合和稳定已聚合微管来使细胞分裂停止于有丝分裂期, 阻断了细胞的正常分裂的抗癌药物。
紫杉醇主要用于治疗卵巢癌和乳腺癌, 对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
紫杉醇作为红豆杉植物次生代谢产物是近20年来世界范围内抗癌药物研究领域的重大发现，也一直是该领域的研究热点。
红豆杉资源的短缺与紫杉醇需求量的增加形成了尖锐的矛盾，这成了国内外工作人员的研究重点。
二、紫杉醇来源1963年美国化学家瓦尼(M. C.W ani) 和沃尔(M onreE.W a ll) 首次从一种生长在美国西部大森林中的短叶红豆杉树皮和木材中得到了紫杉醇的粗提物并发现其具有抗癌活性。
但直到1969年, 紫杉醇单体才被分离出来。
此后,在红豆杉属的多种植物中均发现有紫杉醇存在。
迄今为止,红豆杉属植物仍是紫杉醇的最重要的来源。
除了可从其树皮和枝叶中直接分离得到紫杉醇外, 其树叶中含量很高的10- 去乙酰巴卡亭III也是人工半合成紫杉醇的原料。
此外, 紫杉醇还可以从全人工合成、真菌发酵、细胞培养及生物合成等途径获得。
红豆杉属植物为红豆杉科常绿乔木或灌木，全世界共11 种，主要分布于北半球的温带至亚热带地区，如太平洋沿岸的短叶红豆杉；美国佛罗里达地区的佛罗里达红豆杉，全世界资源总量却极其有限，切常常散生分布于天然林中。
中国红豆杉分布较广,在华中、华南、西南各省区海拔1 000 m 以上的山地上部有零星分布。
在地形复杂的横断山区以及四川盆地西部山区和东部边沿山区有一定的蓄积量,分布海拔在1 200～2 500m 的范围内,湖北西部的巴东县、秭归、兴山等县,以及神龙架山区也有一定分布。
紫杉醇的药理作用与研究进展
并开始对其药理作用进行研究。
紫杉醇的发现被认为是抗癌药物研究的重要里程碑，因为它是
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第一个能够显著延长部分癌症患者生存期的药物。
紫杉醇的基本结构与性质
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紫杉醇是一种复杂的四 环二萜类化合物，由多 个环状结构和连接它们
的桥梁组成。
紫杉醇具有亲脂性，这 意味着它可以轻易地穿 过细胞膜，进入细胞内
紫杉醇能够抑制炎症因子的表达，减轻炎症反应。
神经保护作用
紫杉醇能够保护神经元免受损伤，对神经系统具有一定的保护作用。
03 紫杉醇的研究进展
紫杉醇的抗癌机制研究
1
紫杉醇通过抑制微管解聚，稳定微管结构，干扰 细胞分裂，导致细胞死亡，从而发挥抗癌作用。
2
紫杉醇可以诱导肿瘤细胞进入凋亡通道，通过调 节Bcl-2、Bax等基因的表达，触发细胞凋亡。
卵巢癌
紫杉醇也常用于治疗卵巢癌，尤 其在铂类耐药的情况下，作为二 线药物使用。
பைடு நூலகம்
非小细胞肺癌
对于非小细胞肺癌，紫杉醇可与 铂类等其他药物联合使用，提高 治疗效果。
紫杉醇的疗效评估
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肿瘤缩小
紫杉醇治疗癌症的主要疗效指标 是肿瘤体积缩小，通常在治疗几 个疗程后进行评估。
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生存期延长
缓解症状
研究表明，紫杉醇治疗能够延长 癌症患者的生存期，提高生活质 量。
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紫杉醇可以抑制肿瘤血管生成，通过抑制VEGF 等血管生成因子的表达，减少肿瘤血供，抑制肿 瘤生长。
紫杉醇的抗癌药物优化研究
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针对紫杉醇的耐药性问题，研究如何提高其敏感性， 降低耐药性的产生。
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研究紫杉醇与其他药物的联合应用，以提高疗效， 减少副作用。
《紫杉醇的生物合成》课件
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紫杉醇生物合成途径
前体物质的合成
葡萄糖磷酸化
葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸化生成6-磷酸葡萄糖。
磷酸戊糖途径
6-磷酸葡萄糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸核酮糖，再经过一系列反 应生成5-磷酸木酮糖和5-磷酸核糖。
紫杉二烯的合成
甲羟戊酸途径：5-磷酸木酮糖在酮糖 基转移酶的催化下生成4-丙二醇焦磷 酸，再经过一系列反应生成法呢烯焦 磷酸，最后生成牻牛儿基牻牛儿酯。
紫杉二烯合成酶
负责将前体物质转化为紫杉二烯，是紫杉醇生物合成的关键酶之一。
基因克隆与鉴定
通过基因克隆和鉴定，了解紫杉二烯合成酶的结构和功能，为人工合成紫杉醇提 供理论依据。
紫杉醇合成酶与基因
紫杉醇合成酶
负责将紫杉二烯进一步转化为紫杉醇，是紫杉醇生物合成的最后一步。
酶活性调节
研究紫杉醇合成酶的活性调节机制，探索如何提高紫杉醇的产量。
牻牛儿基牻牛儿酯在细胞色素P450酶 系的作用下生成紫杉二烯。
紫杉醇的合成
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紫杉二烯在细胞色素P450酶系的 作用下生成5α-柯巴基焦磷酸，再 经过一系列反应生成巴卡亭Ⅲ。
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巴卡亭Ⅲ在巴卡亭酶的作用下生 成巴卡亭Ⅳ，再经过一系列反应 生成紫杉醇。
紫杉醇的修饰与转运
紫杉醇在细胞色素P450酶系的作用下经过氧化、还原、水解等反应生成多种具有抗癌活性的代谢产 物。
代谢工程
对微生物的代谢网络进行改造，优化紫杉醇的合成途径。
利用合成生物学技术构建紫杉醇生产菌株
构建基因编辑工具
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，实现对紫杉醇生产菌株的精 准编辑。
构建高产菌株
通过基因工程技术，将紫杉醇合成相关基因导入到高产菌株中，构 建出具有高生产能力的紫杉醇生产菌株。
紫杉醇详细资料大全
紫杉醇详细资料大全紫杉醇别名红豆杉醇，泰素，紫素，特素，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗。
紫杉醇作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物，其新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐，使其成为20 世纪下半叶举世瞩目的抗癌明星和研究重点。
基本介绍•中文名：紫杉醇•外文名：taxol•别名：泰素、紫素、特素•类别：处方药•主要适用症：卵巢癌、乳腺癌•生理功能：抗癌概述,理化性质,鉴别,合成 ... ,概述1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。
在筛选实验中，Wani和Wall 发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性，并开始分离这种活性成份。
由于该活性成份在植物中含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通过X-射线分析确定了该活性成份的化学结构，一种三环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。
紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮分离提纯的天然次生代谢产物，经临床验证，具有良好的抗肿瘤作用，特别是对癌症发病率较高的卵巢癌、 ... 癌和乳腺癌等有特效。
紫杉醇是近年国际市场上最热门的抗癌药物，被认为是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。
近年来地球人口和癌发率呈爆发性增长，对紫杉醇的需求量亦明显增大。
目前临床和科研所需的紫杉醇主要是从红豆杉中直接提取，由于紫杉醇在植物体中的含量相当低（目前公认含量最高的短叶红豆杉树皮中也仅有0.069%），大约13.6kg的树皮才能提出1g的紫杉醇，治疗一个卵巢癌患者需要3-12棵百年以上的红豆杉树，也因此造成了对红豆杉的大量砍伐，致使这种珍贵树种已濒临灭绝。
紫杉醇对癌症的疗效lan
紫杉醇对癌症的疗效紫杉醇（paclitaxel）是从红豆杉科红豆杉属（Taxus）植物的树皮中提取得到的二萜类化合物。
它是一种新型的微管稳定剂，具有独特抗癌活性，被美国国立癌症研究所认为是近15～20年来肿瘤化疗的最重要的进展。
作为晚期卵巢癌的二线治疗药，至今已在40多个国家获准上市，并在乳腺癌、肺癌、白血病、胃肠道癌及介入治疗后的血管再狭窄等治疗上显示了令人鼓舞的疗效。
紫杉醇由于资源匮乏和水溶性低的问题而限制了它的临床应用。
1、多西紫杉醇结构多西紫杉醇是在C4和C5位置上含有一个带有氧四环的紫杉烷环结构，并在C13位置上含有一个庞大的酯侧链。
在其体外活性结构关系中显示C13酯侧链的特性和构型对于多西紫杉醇体外抗微管蛋白活性是置关重要的。
2、作用机制多西紫杉醇的作用机制主要在微管。
微管是由微管蛋白聚合而成。
微管蛋白则是α由和β两个多肽亚单位所组成的分子量为10万kDa的蛋白质。
在微管蛋白的聚合作用和微管的解聚作用之间存在动态平衡。
多西紫杉醇能加快微管蛋白聚合成微管的速度并延缓微管的解聚作用，导致形成稳定的非功能性的微管束，从而破坏有丝分裂和细胞增殖。
2、多西紫杉醇的药代动力学的药代动力学体外实验证实，多西紫杉醇对多种小鼠及人的肿瘤细胞株具有细胞毒作用，其细胞毒作用是紫杉醇的1.3－12 倍。
多西紫杉醇与紫杉醇的细胞内药代动力学比较显示出，（1）细胞内的药物浓度是紫杉醇的3倍；（2）细胞内贮留时间是紫杉醇的3倍；（3）药物表现为作用时间和浓度的依赖性。
研究表明泰索帝对5－Fu、DDP、VCR或VP16产生获得性耐药的多种细胞株无耐药性。
此外，尽管已有报道多药耐药细胞株会导致对紫杉醇获得性耐药，但研究显示，对紫杉醇的耐药细胞株仍对多西紫杉醇敏感。
对于药代动力学来讲，多西紫杉醇的血药浓度时间曲线下面积与所给多西紫杉醇剂量成正比，与多西紫杉醇清除无关，这符合线形药代动力学。
多西紫杉醇主要在肝脏中经细胞色素P450代谢形成4种主要代谢产物。
二萜类成分(3篇)
第1篇一、引言二萜类成分是一类广泛存在于自然界中的有机化合物，主要来源于植物、真菌和微生物。
它们具有多种生物活性，如抗炎、抗菌、抗癌、抗病毒、抗肿瘤等。
近年来，随着对二萜类成分研究的深入，其在医药、食品、化妆品等领域的应用越来越广泛。
本文将介绍二萜类成分的结构、生物活性及其应用。
二、二萜类成分的结构二萜类成分是由两个异戊二烯单位组成的化合物，其基本骨架由四个异戊二烯单位构成。
根据碳链的长度、双键的位置、官能团的不同，二萜类成分可分为多种类型，如二萜酸、二萜醇、二萜内酯等。
1. 二萜酸：二萜酸是一类含有羧基的二萜类化合物，如穿心莲内酯、丹参酮ⅡA 等。
它们具有多种生物活性，如抗炎、抗菌、抗癌等。
2. 二萜醇：二萜醇是一类含有羟基的二萜类化合物，如丹参醇、白藜芦醇等。
它们具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性。
3. 二萜内酯：二萜内酯是一类含有内酯环的二萜类化合物，如青蒿素、花椒素等。
它们具有抗菌、抗病毒、抗癌等生物活性。
三、二萜类成分的生物活性1. 抗炎活性：二萜类成分具有显著的抗炎活性，可通过抑制炎症因子的产生、调节免疫细胞功能等途径发挥作用。
例如，穿心莲内酯、丹参酮ⅡA等二萜酸具有抗炎作用。
2. 抗菌活性：二萜类成分具有广谱的抗菌活性，对多种细菌、真菌和病毒具有抑制作用。
例如，青蒿素对疟原虫具有高效杀灭作用。
3. 抗肿瘤活性：二萜类成分具有抗肿瘤活性，可通过抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等途径发挥作用。
例如，丹参酮ⅡA、白藜芦醇等二萜醇具有抗肿瘤作用。
4. 抗病毒活性：二萜类成分具有抗病毒活性，可通过抑制病毒的复制、干扰病毒与宿主细胞的结合等途径发挥作用。
例如，花椒素对流感病毒具有抑制作用。
5. 抗氧化活性：二萜类成分具有抗氧化活性，可清除体内的自由基，保护细胞免受氧化损伤。
例如，白藜芦醇、丹参酮ⅡA等二萜醇具有抗氧化作用。
四、二萜类成分的应用1. 医药领域：二萜类成分在医药领域具有广泛的应用，如抗炎、抗菌、抗癌、抗病毒等。
紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望
紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望邱德有;张彬;杨艳芳;邵芬娟;滕文静【摘要】Taxol is a diterpene isolated from Taxus. It is one of the most widely used compounds in the treatment of lung, ovarian and breast cancer. In this paper, the history of taxol biosynthesis research, its current status and the present research progress are reviewed. The future directions as well as the prospects of taxol biosynthesis research are also discussed.%紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物，是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。
回顾了紫杉醇生物合成的研究历史，主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。
介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。
最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。
【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P56-64)【关键词】紫杉醇;生物合成;现状;前景【作者】邱德有;张彬;杨艳芳;邵芬娟;滕文静【作者单位】中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室，北京 100091;国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100190;中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室，北京 100091;中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室，北京 100091;国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100190【正文语种】中文紫杉醇（Taxol）是红豆杉属植物中的一种二萜类化合物。
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二萜类化合物紫杉醇(Taxol，商品名paclitaxel)是Wall等首次从短叶红豆杉(Taxus Brevifolia)树皮中分离得到最具抗癌活性的天然化合物之一。
临床试验表明，紫杉醇对晚期卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌等多种癌症均有显著的疗效，被誉为“晚期癌症患者的最后一道防线”，是一种极具发展前途的新药。
这种从红豆杉属植物中提取的紫杉醇，目前已经成为国际市场上最热门的新型天然植物抗癌药物。
1971年人类首次从太平洋紫杉(短叶红豆杉)中分离出紫杉醇(Taxol)，20世纪80年代美国和欧洲的科学家相继揭示出紫杉醇的抗癌疗效。
经过临床药理和毒理实验，Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期临床实验，证明紫杉醇对晚期卵巢癌、转移性乳腺癌、黑色素瘤等肿瘤性疾病都有显著疗效，对难治性卵巢癌和转移性乳腺癌的治愈率达33%、有效率达75%以上，对治疗前列腺癌、上胃肠道癌、小细胞和非小细胞性肺癌前景良好，被誉为“晚期癌症的最后一道防线”。
1992年12月紫杉醇被美国食品与药物管理局(FDA)正式批准用于临床，并相继在英国、加拿大、瑞典、奥地利等到国家上市应用。
我国卫生部也于1995年批准紫杉醇的制剂和原料药作为Ⅱ类新药(西药)，用于治疗卵巢癌、乳腺癌、肺癌和鼻咽癌等到，现在有进口注射液和国产注射液用于临床。
美国国家肿瘤研究所声称：紫杉醇是人类未来20年间最有效的抗癌药物。
紫杉醇现已成为世界销量第一的抗肿瘤药物，其市场前景极为广阔。
据报道，全世界有癌症患者3000多万人。
其中，中国癌症患者1200多万人。
据国际可靠调查机构指出，癌症导致死亡的人数全世界每年约630万人，到2020年可能增致1000万人以上。
因此，抗癌类药物显示出巨大的市场前景。
令人遗憾的是，红豆杉属(又名紫杉属)植物是生长缓慢的常绿乔木或灌木，而且世界上野生红豆杉资源数量极为有限。
该属植物已被包括我国在内的许多国家列为一级濒危保护植物。
受红豆杉资源匮乏的制约，紫杉醇合法来源的原料十分短缺，再加上紫杉醇在红豆杉属植物体中的含量又相当低，这样就对紫杉醇的进一步开发利用造成了很大的困难。
目前，全世界紫杉醇产量尚不能满足需求量的10%。
为了全面解决紫杉醇的药源长期、稳定和合法供应的问题，国内外学者、有关科研单位和公司在紫杉醇的化学人工合成(包括半合成和全合成)、红豆杉的细胞培养、红豆杉属植物栽培和红豆杉内生真菌的发酵培养等各领域进行了许多探索，取得了一些进展：虽然全合成已经在数个实验室获得了成功，但由于需要近30步化学反应，所以根本没有商业开发的价值；红豆杉细胞大规模培养法被认为是解决紫杉醇药源问题的一个较优途径。
但直到现在,国内外红豆杉培养细胞中紫杉醇产量通常都不高, 即是偶尔报道获得了较高的产量也都存在产量不稳定的问题；红豆杉内生真菌虽然能够产生紫杉醇，但每升的发酵培养物仅能产生纳克至微克级的紫杉醇，产量非常之低。
不难看出，这些途径要么成本太高，技术还不成熟，所以它们都离实用化有相当一段距离。
尽管，人们(如法国的制药公司)利用半合作法也能够合成和生产紫杉醇,但所采用的原料巴可亭III 或10-脱乙酰基巴可亭III还必须从红豆杉树中分离得到，半合成法实际上仍然依赖于红豆杉枝叶这一有限的自然资源，而且其生产成本还有待于进一步的降低。
因此，不难想象在未来相当长的一段时间内，紫杉醇及其半合成前体的合法和稳定的供应，将继续依赖于生物学方法，即通过红豆杉的人工栽培来获得。