[发明专利]耐氧夏普氏菌及其在二氢大豆异黄酮有氧合成中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物技术领域。

背景技术

大豆异黄酮（soybean isoflavones）是大豆等豆科植物在其生长过程中形成的一类次生代谢产物，主要存在于大豆种子的子叶和胚轴中。目前从大豆中分离并得到结构鉴定的异黄酮共有12种，包括9种异黄酮葡萄糖苷和3种相应的糖苷配基（Wang et al 1994，J Agric Food Chem，42:1666-1673）,即黄豆苷原（daidzein）、染料木素（genistein）和黄豆黄素（glycitein），其中黄豆苷原和染料木素占大豆异黄酮总苷元的95% 以上，为大豆异黄酮苷元主要成分。大量流行病学研究证实，大豆异黄酮具有抗氧化、抗癌、降低心脑血管发病率、减少骨质流失以及缓解妇女更年期综合症等多种生理或药理功能。

被哺乳动物摄入体内的大豆异黄酮极少能直接被胃肠黏膜吸收，大部分在糖苷酶作用下从结合型糖苷变为游离型苷元，然后在肠道微生物菌群作用下被转化为各种不同代谢产物。其中大豆异黄酮黄豆苷原可被转化为二氢黄豆苷原（dihydrodaidzein，简称DHD）、四氢黄豆苷原（tetrahydrodaidzein）、去氧甲基安哥拉紫檀素（O-desmethylangolensin）和雌马酚（equol）等代谢产物（Joannou et al 1995，J Steroid Biochem Mol Biol，54:167-184）；染料木素被代谢为二氢染料木素（dihydrogenistein，简称DHG）、4-乙基苯酚(4′-propionicacid)和5-羟基-雌马酚（5-hydroxy-equol）等代谢产物（Coldham et al 1999，J Steroid Biochem Mol Biol，70:168-184）。目前已知，由微生物代谢黄豆苷原产生的DHD是高活性植物雌激素雌马酚的生物合成前体。在以往研究中从人肠道菌群中分离了一株能将DHD转化为雌马酚的严格厌氧爱格氏菌属菌株Eggerthella sp. Julong732 ，该菌株不能将DHD前体黄豆苷原转化为雌马酚，但能将黄豆苷原代谢产物DHD转化为雌马酚 (Wang et al 2005，Appl Environ Microbiol，71:214-219 )，这为DHD是合成雌马酚的前体提供了直接证据。同样地，DHG也是5-羟基-雌马酚合成的前体。专利文献CN103275884B公开了一株从鸡粪中分离的能将底物染料木素转化为5-羟基-雌马酚的厌氧史雷克氏菌Slackia sp. AUH-JLC159（又称斯奈克氏菌AUH-JLC159），该菌株也能将染料木素代谢产物DHG转化为5-羟基-雌马酚，表明DHG是5-羟基-雌马酚生物合成的前体。

DHD和DHG是大豆异黄酮被微生物代谢时必经的首步代谢产物，有关DHD和DHG生物学功能也有研究报道。如DHD被报道是保持血管活性的成分之一，由于它与17-β雌二醇的结构相似，从而能有效的抑制血管收缩，防止内皮组织受伤害（Beck et al 2005，J Steroid Biochem，94:499-518）。此外，Chin-Dusting 等2001年（Brit J Pharm，133:595-605）以及Jiang等2003年（J Vasc Res， 40:276-284）分别分析比较了黄豆苷原及包括黄豆苷原加氢产物DHD等不同代谢产物对心脑血管的保护作用，研究结果均表明DHD对心脑血管的保护作用远高于其亲本化合物黄豆苷原。此外，试验结果还表明，DHD和DHG与其亲本化合物黄豆苷原和染料木素相比，水溶性明显增加，一定浓度下（浓度不低于3.33毫摩尔/升）的DHD和DHG体外清除二苯代苦味酰基自由基（DPPH）能力均显著高于其亲本化合物黄豆苷原和染料木素(Liang et al，2010,J Agric Food Chem，58:11548-11552)。大豆异黄酮代谢产物DHD和DHG目前可进行人工化学合成，但由于所用催化剂价格昂贵，致使目前市场售价较高。