大豆异黄酮生物合成关键酶及其代谢工程研究进展.pdf

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，３２（７）：１３３１３８ 大豆异黄酮生物合成关键酶及其代谢工程研究进展 陈宣钦　张　乐　徐慧妮　陈丽梅　李昆志 （昆明理工大学生物工程技术研究中心　昆明　６５０５００） 摘要　异黄酮是一类具有Ｃ６／Ｃ３／Ｃ６骨架的二次代谢产物，具有抗氧化和抗肿瘤活性。异黄酮 与黄酮类物质具有相似的苯丙烷生物合成途径。天然的绝大部分异黄酮分布在豆科植物中，目 前在大豆中已经发现了超过１２个异黄酮（苷）。大豆异黄酮的生物合成主要涉及三个关键的酶 查尔酮合酶（ＣＨＳ）、查尔酮异构酶（ＣＨＩ）和异黄酮合酶（ＩＦＳ）。总结了大豆异黄酮的提取分离方 法和生物合成途径，着重综述了ＣＨＩ、ＣＨＳ、ＩＦＳ生物学特征和功能及异黄酮的代谢工程研究。 关键词　大豆异黄酮　ＣＨＩ　ＣＨＳ　ＩＦＳ　代谢工程 中图分类号　Ｑ８１４ 　　异黄酮（ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅｓ）是一类具有Ｃ６／Ｃ３／Ｃ６骨架 含量可达种籽干重的１％以上。种皮、子叶和胚轴中都 的天然活性产物，它具有抗氧化和抗肿瘤活性、能预防 含有大豆异黄酮，其中胚轴中的含量最高，为子叶中含 ［１６］ 心血管疾病和骨质疏松症 。在豆科植物中，异黄酮 量的３０～６０倍，占总含量的３０％～５０％。叶片中也含 ［７］ 还与根的结瘤有关 。由于异黄酮与 雌二醇具有类 有少量的异黄酮。目前在大豆中已经发现了超过 １２ β 似的结构，异黄酮还可以作为雌激素的受体，提高妇女 个的异黄酮（苷），主要可分为：染料木黄酮（ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ）、 体内雌激素活性，缓解妇女更年期综合征。大豆异黄 黄豆苷元（ｄａｉｄｚｅｉｎ）、黄豆黄素（ｇｌｙｃｉｔｅｉｎ），以游离型、 酮片和胶囊作为缓解妇女更年期综合症状的佳品已经 葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型 上市多年。大豆异黄酮主要分布在大豆的种籽中，其 等４种形式存在（表１） 表１　大豆异黄酮的结构 Ｔａｂｌｅ１　Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｓｏｙｂｅａｎｉｓｏｆｌａｖｏｎｅｓ 结构 化学名称 Ｒ ＝ＯＨ　Ｒ ＝Ｈ １ ２ Ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ（染料木黄酮） Ｒ ＝Ｈ　 Ｒ ＝Ｈ Ｄａｉｄｚｅｉｎ（黄豆苷元） １ ２ Ｒ ＝Ｈ　 Ｒ ＝ＯＣＨ Ｇｌｙｃｉｔｅｉｎ（黄豆黄素） １ ２ ３ Ｒ ＝ＯＨ　Ｒ ＝Ｈ　　　Ｒ ＝Ｈ Ｇｅｎｉｓｔｉｎ（染料木苷） １ ２ ３ Ｒ ＝Ｈ Ｒ ＝Ｈ Ｒ ＝Ｈ Ｄａｉｄｚｉｎ（黄豆苷） １ ２ ３ Ｒ ＝ＯＨ Ｒ ＝ＯＣＨ Ｒ ＝Ｈ Ｇｌｙｃｉｔｉｎ（