文 献 综 述

红景天的有效成分为红景天苷。红景天苷具有提高免疫力、抗肿瘤、降血糖、耐缺氧、抗微波辐射、抗病毒、抗疲劳等功能,具有很高的经济价值和广阔的开发前景,目前获取红景天苷的主要方式是从红景天植物中提取。因为红景天中红景天苷含量极低,获取不易,不仅导致红景天苷售价极高,还满足不了市场的需求。因此,为了高效的获取红景天苷，人们研究了化学法和生物法来生产红景天苷。

目前，化学领域的研究者们已开发了除传统Koenigs-Knorr 反应之外的新的合成工艺，但仍不可避免的需要对糖基和受体进行保护解保护，糖基供体有时仍需要”活化”，反应条件相对苛刻^[1]。例如在雷公藤糖苷的合成中，需要对糖基进行官能团的保护并”活化”，在糖基化后还需要对相关的保护基团脱保护。过程中还使用到了金、钯等贵金属催化剂。且产物中a糖苷与B糖苷的比例为4：1^[2]。

利用现代生物技术如基因工程、酶工程、发酵工程技术大量制备红景天苷是一个有效降低其成本的办法。在红景天中合成红景天苷的最后一步反应是酪醇糖基化反应,优化该反应是利用关键酶。所以,提高该关键酶表达量很有可能会提高红景天苷的含量。

酶是天然的催化剂，可以加快反应速率，并且具有立体选择性和区域选择性。随着基因资源的挖掘及酶工程技术的发展，有越来越多的酶应用于化学品的制造中。如碳基还原酶、腈水解酶、脂肪酶、蛋白酶等。目前可以用于糖基化修饰的酶主要有三类：糖苷酶、蔗糖磷酸酶和糖基转移酶。

糖苷酶中，水解活力强的称为糖苷水解酶：而且有转糖基活力，且转糖基活力相比酶的水解活力在反应中起主导作用的，则称为转糖苷酶。糖苷酶水解活力对酶的转糖基作用有影响。在糖苷酶应用于糖基反应中时，其水解方向的活力会造成糖转基化效率较低，底物不能完全转化，这是其不足之处。同时，当采用逆水解反应时需要在较高的底物受体与糖基供体的浓度下才能有效促使目标底物向糖基化方向转化，有时底物受体的浓度还要远高于糖基供体，如Yu等人采用了底物酪醇与葡萄糖摩尔比为10：1来制备红景天苷^[3]。针对这一不足，人们通过对反应体系进行优化，如采用溶剂工程（添加有机溶剂或离子液体），或对酶进行改造，如对酶进行突变并结合一定的高通量筛选方法，获得水解活力降低且转糖基活力升高的突变体，来提高应用糖苷时的糖基化效率^[4]。

糖苷酶进行糖基化修饰，其糖基种类较为局限。糖苷酶可催化形成的糖苷类型常见的有葡萄糖苷^[5]，果糖苷，半乳糖苷，甘露糖苷，鼠李糖苷。此外，糖苷酶进行糖基化修饰，部分糖基供体也不易得。糖苷酶可以利用二糖作为糖基供体，如蔗糖^[6]、麦芽糖，纤维二糖、乳糖等。此外，还可以用单糖，如葡萄糖、鼠李糖，利用逆反应进行糖基化。这些二糖和单糖，廉价易得。再利用糖苷酶难于进行的糖基化反应中，还可利用高能的对硝基苯分糖苷(p-nitrophenylglycoside,pNP-G)作为糖基供体，如对硝基苯酚葡萄糖苷，对硝基苯酚半乳糖苷，对硝基苯酚甘露糖苷。但这类糖苷为人工合成的非天然糖苷，在合成这类糖苷的过程中不可避免的设计对活性基因的保护与解保护问题。

二糖磷酸化酶（disaccharide phophorylases）是近年来呗重视的，可进行糖基化的优良性能酶^[7]。 蔗糖磷酸化酶与糖苷酶类似，存在伴随水解副反应的问题。同时蔗糖酸化酶的底物受物体范围较小，也限制了其应用。De winter 指出，蔗糖磷酸化酶对非碳水化合物底物亲和力较低，催化这些产物糖基化的过程中，副反应水解反应较多^[8]。Dirks-Hofmeister等人通过改造，拓宽蔗糖酸化酶的底物范围^[9]。

糖基转移酶通常定义为一类需要使用”活化糖”作为糖基供体的酶。活化糖通常是具有磷酸离去基团的。常见的活化糖形式是核苷二磷酸糖，除了常见的UDP-葡萄糖可以作为生物体利用的高能糖基供体，其他如：UDP-半乳糖、UDP-鼠李糖、UDP-木糖、UDP-葡萄糖醛酸、GDP-甘露糖等，也可作为糖基化反应中的糖基供体^[10]。当然活化糖也可以是核苷单磷酸糖和磷脂糖，如CMP-乙酰神经氨酸和多萜醇磷脂糖^[11]。最近报道的β-Kdo（GT99）可以催化连接八碳糖－－2-酮基-3-脱氧辛酸（Kdo），是革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖的重要组分之一^[12]。糖基转移酶参与许复杂的含糖生物大分子的合成。利用核苷活化糖的糖基转移酶有时又称为Leloir酶，这时为了几年阿根廷生物化学家Luis Federico Leloir。1970年，因为他发现了尿苷二磷酸葡萄糖等核苷活化糖，以及阐明了它们在碳水化合物合成中的作用，授予了他诺贝尔化学奖。

因为利用的是高能”活化糖”，糖基转移酶的糖基化效率通常很高，基本能使底物完全转化成糖苷，生物体中的糖基化大都都是由糖基转移酶完成的，催化糖基化反应的酶90％都属于糖基转移酶^[13]。从大分子化合物，如蛋白质、组成细胞壁的肽聚糖、脂质等，到小分子化合物，如次级代谢产物和寡糖等，都会有糖基化修饰。糖基化是自然界中最普遍和最重要的修饰方式之一，在细胞通讯和生命活动调节中扮演着中心角色。许多疾病与蛋白质的非正常糖基化有关。病毒和细菌的感染过程中对特定细胞表面糖基的识别^[14]以及癌症转移^[15]等过程中也涉及到糖基化作用。