有机化学在生物学中有什么应用?
它取得了令人瞩目的快速发展。生物有机化学的研究几乎涉及生命科学的所有前沿领域,并已成为
它是现代生命科学研究的重要组成部分。与此同时,生物有机化学的研究成果也得到了极大的丰富和发展。
介绍了传统的有机化学。比如抗体酶的发现,不仅令人信服地证明了有机化学反应的过渡态理论。
正确性,为有机合成提供了新的概念和途径。1现代生物技术在中药化学成分生产途径研究中的应用
中药的化学成分大部分是药用植物在其生长期进行的一系列代谢过程中形成和积累的,而且大部分是代谢次生产物。它们的生产往往涉及几个到几十个酶,合成路线非常复杂。中药化学成分生产途径的研究应依托酶工程、基因工程等现代生物技术,研究中药化学成分的生物合成途径。研究中药化学成分的生物合成途径,不仅有助于这些化学成分的仿生合成,而且可以人为调控这些化学成分的合成,有利于所需化学成分的定向合成,是整个中药化学研究的基础。国际上对这一领域的研究逐渐深入。Heide等人对辽宁紫草细胞培养物中与紫草素生物合成相关的酶进行了研究,初步确定紫草素生物合成的关键酶是对羟基苯甲酸转移酶[3]。Okada等人[4]在一些黄连细胞中分离出编码?蔬菜、藜麦和钛呢?酶基因和序列分析。国内在这方面的研究起步较晚,但已经取得了一些成果。中科院植物所叶和春研究员克隆了青蒿素生物合成途径中的4个关键酶基因,构建了Cad和PP基因在不同启动子下的植物表达载体,并通过液氮冻融法建立了双元载体系统[5]。利用基因技术研究紫杉属植物中抗癌化合物紫杉醇生产途径中的关键酶环化酶已得到应用。异香豆素合酶(SSS)是吲哚生物碱合成过程中的关键酶,催化木栓素和色胺的缩合反应生成异香豆素。萜类化合物(如倍半萜合酶、二萜合酶)和苯丙基类化合物(如查尔酮合酶)的基因工程研究也取得了一些进展。
2现代生物技术在中药化学反应中的应用
中药的化学反应非常复杂,广泛存在于中药行业的各个方面,如药用动植物的生长采收期、炮制、中药制剂、临床炮制、汤剂等。中药化学研究的一个很重要的方面就是研究其化学反应。现代生物技术在该领域的应用,为中药化学反应的研究开辟了一条捷径。
2.1羟基化反应羟基化应该是中药化学反应的一个重要类型。在中药化学成分的生物合成中,乙酸-丙二酸途径(AA-MA途径)和甲羟戊酸途径(MVA途径)都存在羟基化反应。传统的羟基化反应需要很多反应步骤和催化剂,工艺复杂,大规模生产成本高。现在使用现代生物技术,可以避免上述问题。通过培养具有位点特异性和立体专一性羟基化烯丙基C=C双键的能力,以及区分底物不同对映体并选择性羟基化其中一种的能力的植物细胞培养物,在分子内不同位点进行立体选择性氧化反应,转化外源底物,从而实现羟基化。例如,长春花的细胞悬浮培养物可以通过其戊基侧链将香叶醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮羟基化为一系列单羟基异构体,然后将其转化为5,3-羟基新二羟基香芹醇[6]。