大豆异黄酮微生物代谢产物的生物合成和生物学功能.pdfVIP

大豆异黄酮微生物代谢产物的生物合成与生物 学功能 王秀伶 (河北农业大学生命科学学院河北保定071001) 捅要：大豆异黄酮(SoyIsoflavones)是大豆等少数豆科植物在其生长过程中形成的一类 次生代谢产物，具有抗氧化、抑制癌细胞生长、减少心脑血管发病率、缓解更年期症状和防治骨质 疏松等功效。天然大豆中95％以上异黄酮是以各种糖苷形式存在，主要包括黄豆苷(Daidzin)和染 料木苷(Genistin)。被摄入机体的大豆异黄酮糖苷在肠道和肝组织中存在的B一葡糖糖苷酶作用下 首先被水解为苷元，进而被胃肠道内的微生物菌群降解为各种不同代谢产物，如二氢黄豆苷原 Propionicacid，简称2-HPPA)和4一乙基苯 雌马酚(equ01)、4一羟基一苯乙酸(4-Hydroxyphenyl 物学活性。目前本实验室已分离对大豆异黄酮具有加氢还原、开环及加氧还原去酮基等不同功能的 肠道微生物菌株，利用不同功能大豆异黄酮转化菌株进行了代谢产物微生物生物合成尝试，并对代 谢产物的生物学功能进行了体外清除自由基及抗肿瘤活性研究。 关键词：大豆异黄酮；微生物转化；菌株分离；应用 进入2l世纪的今天，崇尚天然、回归自然的消费理念深刻影响着全人类的生活方式和生活习惯。 大豆异黄酮是自然界中仅在葛根、三叶草、豆科作物等少数几种植物中存在的一类五环三萜类化合 物，含有多个活性强、自由度高的酚羟基(--OH)、酮基(=0)。大豆是人体异黄酮的唯一食物来源。 流行病学研究表明，东方人(尤其日本人和中国入)乳腺癌和前列腺癌的发病率远比西方人低，其 主要原因是与东方人经常食用大豆制品有关，特别是与大豆中含有的大豆异黄酮有关。1986年美国 科学家首先发现大豆中的异黄酮具有抑制癌细胞生长的作用。1990年大豆异黄酮被确定为具有抗癌 效果的最佳天然物质，尤其对女性乳腺癌和男性前列腺癌具有很好的预防和治疗作用。此后又证实， 大豆异黄酮具有减轻妇女更年期的不适症、防治骨质疏松和降低心脑血管发病率等功效。1999年10 月美国食品与药物管理局(FDA)发布的第11个健康声明指出，每天食用259黄豆可减少冠心病风险， 此声明的出台立即引起了全世界对大豆的关注，近年来在西方也悄悄兴起了豆制品消费热。 体内及体外实验均表明，大豆异黄酮被机体吸收后，主要被肠道内的厌氧微生物菌群逐步降解。 不同代谢产物具有不同的生理活性，这主要取决于代谢产物的化学结构。在目前已知的大豆异黄酮 的所有代谢产物中，雌马酚被认为是生理活性最高的，其中抗氧化活性要比亲本化合物黄豆苷原高 出100多倍。然而，由于肠内定居的微生物菌群受饮食习惯、疾病、抗生素使用等诸多因素影响， 不同动物种群以及同一种动物不同类群或群体内肠道微生物优势菌群的种类也各不相同。据调查， 人群中80-90％的人能利用自身肠道微生物菌群，将黄豆苷原转化为去氧甲基安哥拉紫檀素，而只 有大约30％-50％的人能将摄入体内的黄豆苷原转化为雌马酚。因此，大豆异黄酮对人或其他动物体 的有益调节作用大小并不简单取决于摄入体内的豆制品的净含量的多少，更关键在于摄入体内的大 豆异黄酮在肠道微生物菌群的作用下如何被转化，即取决于定居在肠道微生态系统中的优势微生物 种群的种类。在国家自然科学基金项目资助下，对大豆异黄酮转化菌株，尤其是高活性 植物雌激素雌马酚生物合成菌株的筛选及代谢产物的高效稳定合成进行了系统研究。 1、 大豆异黄酮微生物转化菌株的分离与鉴定 自从微生物菌群对大豆异黄酮的体内降解作用被证实后，人们开始从各种来源的微生物菌群中， 设法筛选对大豆异黄酮具有转化作用的单一微生物菌种。根据目前已分离的大豆异黄酮转化菌株的 转化作用，可将其划分为加氢还原、加氢还原开环和加氢还原去酮基三大类。Hur、Wang、及Tamura 等分别从人肠道微生物茵群及牛瘤胃胃液中分离了能将黄豆苷原和染料木黄酮分别还原为DHD和 77 Matthie及Jin J．S．等分别从不同动物的肠道微生物菌群中分离了参与雌马酚生物合成的加氢还原 去酮基微生物菌株。此外， Maruo等于2008年对分离的能将黄豆苷原转化为雌马酚的细