青蒿素最终课件

青蒿素

——东方神药04人物专题----屠呦呦02理化性质及合成03作用功效CONTENTS01基本介绍05领域研究----植物组织培养1基本介绍青蒿素是从复合花序植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物，由中国药学家屠呦呦在1971年发现。蒿素是有效的抗疟特效药，具有速效和低毒的特点，曾被世界卫生组织称做是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。2理化性质及合成理化性质及合成

无色针状晶体，味苦。

在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶。

熔点:156-157℃化学结构合成方法化学合成半合成路线全合成路线生物合成青蒿素化学合成途径生物合成萜类化合物的生物合成途径非常复杂，对于青蒿素这一类低含量的复杂分子的生物合成研究更是如此。用以下三种途径可生物合成青蒿素：（1）通过添加生物合成的前体来增加青蒿素的含量；（2）通过对控制青蒿素合成的关键酶进行调控，或者对关键酶控制的基因进行激活来大幅度增加青蒿素的含量；（3）利用基因工程手段来改变关键基因以增强它们所控制酶的效率。

青蒿素生物合成途径提取工艺从青蒿中提取青蒿素的方法是以萃取原理为基础，主要有乙醚浸提法和溶剂汽油浸提法。挥发油主要采用水蒸气蒸馏提取，减压蒸馏分离，其工艺为:投料-加水-蒸馏-冷却-油水分离-精油;非挥发性成分主要采用有机溶剂提取，柱层析及重结晶分离，基本工艺为:干燥-破碎-浸泡、萃取(反复进行)-浓缩提取液-粗品-精制。

方法汽油法乙醇法硅胶层析法超临界法在提取压力8-32MPa，提取温度30-70℃，解析压力4-8MPa，解析温度30-70℃下通过循环分离青蒿素，提取时间0.5-5小时，提取率可达92%。

[1]李子颖,

李士雨,

齐向娟.青蒿素提取技术研究进展[J].

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黄花蒿植物中青蒿素的提取分离过程研究[D].

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2005.

弊端汽油法简练，工艺流程短，操作方便，但此法大量消耗汽油，安全性存在问题，且由于沸点高，母液处理困难，需减压回收，回收率低。乙醇法溶剂回收温度较难控制，有效成份易受破坏，收率低。硅胶层析法用硅胶做吸附剂，一次性使用，用量大，成本高，装柱困难，而且分离时间长，分离效果差，溶剂用量大。超临界法速度快，效率高，但投资高3青蒿素的功效抗疟疾

青蒿素最初是从植物黄花蒿中提取的抗疟疾的活性成份，具有速效和低毒的特点，曾被世界卫生组织称做是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。黄花蒿除了对疟原虫有很好的杀灭作用外，对其他寄生虫也有一定的抑制作用。作用机制青篙素作用于食物泡膜，从而阻断了营养摄取的最早阶段，使疟原虫较快出现氨基酸饥饿，迅速形成自噬泡，并不断排出虫体外，使疟原虫损失大量胞浆而死亡。体外培养的恶性疟原虫对氚标记的异亮氨酸的摄入情况也显示其起始作用方式可能是抑制原虫蛋白合成。

线粒体肿胀，内外膜脱落，从而对疟原虫的细胞结构及其功能造成破坏。

20世纪80年代初，经科研人员初步研究发现，青蒿素具有抗血吸虫的作用，研究证实，在整个服用青蒿素药物阶段对幼虫期的血吸虫都能产生杀灭作用。临床证实，青蒿素及其衍生物在治疗疟疾的过程中，并没有发现特别明显的不良反应。→抗寄生虫病作用机制

青蒿素能够致使乳腺癌细胞、肝癌细胞、宫颈癌细胞等多种癌细胞凋亡，对癌细胞的生长具有显著的抑制作用。青蒿素及其衍生物的抗肿瘤作用主要是依靠诱导细胞的凋亡而实现的。双氢青蒿素可以通过增加活性氧，从而抑制激活缺氧诱导的相关因子，发挥出选择性细胞毒作用。青蒿球酯对人的大肠癌细胞也有一定的抑制作用。

线粒体是细胞凋亡的放大器和感受器，调节控制着细胞的代谢活动，通过线粒体的膜电位的改变诱导细胞的凋亡。青蒿素作用于白血病细胞的细胞膜，改变细胞膜的通透性，使得细胞内的钙离子浓度升高，这样不仅使得钙蛋白酶得以激活，使其膨胀死亡，而且促进了凋亡物质的释放，细胞凋亡加快。

免疫调节---青蒿素及其衍生物

青蒿玻醋具有增强非特异性免疫的作用，能够使小鼠血清的总补体活性提高。双氢青蒿素对于B淋巴细胞的增殖，能起到直接的抑制作用，从而减少B淋巴细胞对自身抗体的分泌，减轻体液免疫反应，对体液免疫有一定的抑制作用，减少了免疫复合物的形成。抗真菌

青蒿素的抗真菌作用也使得青蒿素表现出了一定的抗菌活性。研究证实青蒿素的渣粉剂和水煎剂对炭疽杆菌、表皮葡萄球菌、卡他球菌、白喉杆菌均有较强的抑菌作用，对结核杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌等也具有一定的抑菌作用。

对心血管体系的作用：

青蒿素可减慢心率，按捺心肌缩短力，下降冠脉流量。静脉注射有降血压作用，但不影响去甲肾上腺素的升压反响。静脉注射20mg/kg青蒿素可致兔心律失常。其他作用

青蒿琥酯能显著缩短小鼠戊巴比妥睡眠时间青蒿素对实验矽肺有明显疗效蒿甲醚对小鼠有辐射防护作用毒理作用不同于其它大多数氧化剂，青蒿素不能被循环氧化和还原。因此一个药物分子只能产生一个自由基，其次所有氧化内源性产物只能在高药物浓度100M实验中被观察到。但药物在至少低于此1000倍的浓度下即可发生作用，所以青蒿素衍生物的毒性作用必定有更高的选择性。4人物专题屠呦呦

——青蒿素呦呦鹿鸣，食野之苹”5领域研究植物组织培养前景介绍

作为原料的青蒿要求在花前收获，这将导致野生青蒿种子逐年减少，进而引发资源枯竭，其次，青蒿素含量很低，市场需求大。

因此，寻求青蒿素高质高产的生产和合成途径尤为重要。青蒿素虽已能人工合成，但成本高、难度大，也未能投入生产。

近年人们试图通过植物组织培养技术来解决青蒿素的生产问题。前景分析植物组织培养植物组织培养筛选高产细胞系利用组织培养方法培养植物的某些器官或愈伤组织，并筛选出高产、高合成能力、生长快的细胞株系。筛选不同地区的青篙,利用青篙素高产植株的叶作外植体诱导愈伤组织，形成新的植株。用不同发育阶段的花蕾和花器官为外植体诱导丛生芽。《黄花蒿组织培养研究》贾秀山,廖宇静,于飞飞,杨燕池,尹秋平毛状根培养知识回顾毛状根培养

刘本叶、叶和春等从747条发根农杆菌ATCC15834转化的青蒿株系025发根中，筛选出7个生长较快的发根系，这7个系在生长速度和青蒿素含量上均有显著差异，其中发根系HR-9青蒿素收率最高，达到每月33.25mg／L。青蒿发根的生长量和青蒿素含量极显著高于未转化根秦明波从利用Ri1601质粒转化青蒿叶片获得的毛状根中检测到青蒿素的存在,并对毛状根系进行了筛选和培养基成分的影响研究

。取青蒿毛状根的根尖，进行继代培养，筛选生长旺盛、分支多且细长的毛状根培养物进行液体振荡培养，青蒿素含量测定。生长相关：青蒿发根中青蒿素含量呈明显的“与生长相关”特性，在指数生长期，青蒿素含量缓慢下降，生长速度减缓后，青蒿素含量上升，发根生长停止后，继续延长培养时间，青蒿素含量也不再提高。

优点:生长速度快,分支多,弱向地性;毛状根本身处于器官化水平,其生理生化、遗传特征稳定,具有稳定的次生代谢物合成能力影响因素

《青蒿素生物合成研究进展综述》吴代娟，罗桂甫研究人物：蔡国琴刘本叶、叶和春生物因素：毛状根的诱导和筛选（不同的诱导对象，不同的诱导方法）物理因素：光照（在660nm波长的光线下，青蒿毛状根干重和青蒿素含量都达到最大。）温度化学因素：C源N源激素前体生物反应器《青蒿毛状根合成青蒿素的培养条件研究》_刘春朝反应器发酵培养青蒿植物组织培养技术的应用，必须有较好的培养体系，有相应的培养设备才能实现工业生产。利用超声雾化生物反应器、自制流化床生物反应器、自制气升式内环流生物反应器进行青蒿毛状根多层培养生产青蒿素，在一定条件和工艺下，产量有所提高。《超声雾化植物组织培养反应器的特性及应用》刘春朝王玉春徐霞《流化床生物反应器培养青蒿毛状根生产青蒿素》刘春朝王玉春郭晨欧阳藩叶和春李国风仪器图片气升式内环流生物反应器雾化器次级代谢产物研究提高次级代谢产物量1.将“两相培养”的方法用于植物组织和细胞培养，提高次生产物的产生和积累。2.在培养基中加入次生代谢产物合成的前体或能促进前体产生的化合物，都能显著提高次生代谢产物的含量和产量。3.向培养基中加入适当的诱导子对次生产物的产生和积累很有帮助。

《黄花蒿组织培养及培养物中青蒿素含量的研究》刘春朝植物组织培养总结1)筛选青篙素含量高的优良品种进行栽培:2