论文总字数：26751字

摘 要

天然糖苷是中草药中的活性成分，是重要的医药中间体、非离子表面活性剂，已广泛用于制药、化妆品、食品等行业。芳香醇是许多重要天然糖苷的苷元，对芳香醇进行糖基化可以非常有效地合成一些重要的天然糖苷及其衍生物。例如：以酪醇或对羟基苯甲醇为底物可合成红景天苷或者天麻苷。β-半乳糖苷酶(BMG)在以芳香醇为底物合成天然糖苷时，酶活力非常容易受到芳香醇的抑制，无法实现天然糖苷的高效酶法制备。

本论文内容摘要如下：

建立了一种新的提高BMG对芳香醇的耐受性的方法。通过添加亲水性有机溶剂，BMG在200 mM香草醇溶液中的半衰期提高了9.37-123.26倍。亲水性有机溶剂的添加有效地保护了BMG免受芳香醇分子的破坏。在30% DMSO体系中，芳香醇的反应浓度达到了300-400 mM，且成功实现了多种天然糖苷及其衍生物的克级制备。

关键词：耐有机溶剂β-半乳糖苷酶 天然糖苷 核苷类化合物 非水相催化

Synthesis of Aromatic Glucoside by High Performance Enzymatic Method in Non-aqueous System

ABSTRACT

Natural glycosides are active ingredients in Chinese herbal medicine.They are important pharmaceutical intermediates and non-ionic surfactants. They has been widely used in pharmaceutical, cosmetics, food and other industries. Aromatic alcohols are agglutinins of many important natural glycosides. Glycosylation of aromatic alcohols can be very effective in the synthesis of some important natural glycosides and their derivatives.The activity of β-galactosidase BMG was easily affected by aromatic alcohol when sythesizing natrual glycosides.

Results are summarized as follows:

A novel strategy was established for improving the aromatic alcohol tolerance of BMG. The half-life of BMG in 200 mM vanillyl alcohol solution was dramatically increased by 9.37–123.26 times with the addition of hydrophilic solvents. The addition of hydrophilic solvents effectively protected BMG from destruction by aromatic alcohol molecules. In 30% DMSO, the reaction concentration of aromatic alcohol could reach up to 300–400 mM, and natural glycosides were successgfully synthesized in gram-scale.

Key Words: Organic solvent stable β-galactosidase；Natural glycosides；Nucleosides；Non-aqueous catalysis

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 糖苷化合物简介 1

1.2 天然糖苷的功能 1

1.3 糖苷类化合物的合成方法 2

1.3.1 植物提取法 2

1.3.2 化学合成法 2

1.3.3 生物酶法合成 3

1.4 酶法合成的瓶颈及解决方案 4

1.5本论文的主要研究目的、意义和内容 4

第二章 实验材料与方法 6

2.1 实验材料 6

2.1.1 菌株与质粒 6

2.1.2 实验试剂与仪器 6

2.1.3 培养基 7

2.2 实验方法 8

2.2.1 β-半乳糖苷酶BMG的制备 8

2.2.2 β-半乳糖苷酶活力的测定 8

2.2.3 蛋白浓度的测定 9

2.2.4 不同浓度香草醇对β-半乳糖苷酶BMG稳定性的影响 9

2.2.5 亲水性有机溶剂对β-半乳糖苷酶BMG在香草醇溶液中稳定性的影响 9

2.2.6 蛋白聚集沉淀检测 9

2.2.7 亲水性有机溶剂中香草醇浓度对反应速率的影响 10

2.2.8 亲水性有机溶剂中香草醇半乳糖基化反应动力学参数的测定 10

2.2.9 DMSO对半乳糖基化芳香醇产率的影响 10

2.2.10 芳香醇及其糖基化产物HPLC分析 10

2.2.11 产物的制备、纯化及结构鉴定 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 芳香醇对BMG的影响 12

3.2 亲水溶剂提高BMG香草醇的耐受性 13

3.3 在高浓度底物中有效合成天然糖苷衍生物 16

3.4 产物结构鉴定 18

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

附录 糖苷产物的化学结构及其NMR分析图谱 24

致 谢 31

1. 文献综述

1.1 糖苷化合物简介

糖苷是糖的半缩醛与配基（如羟基、氨基、巯基）上的活性氢反应，脱水缩合而生成的羧醛式衍生物，糖苷键断裂后产生的糖部分成为糖基，非糖部分则成为配基，糖苷的生物活性及功能一般是由配基的结构决定的^[1]。以葡萄糖苷为例，糖苷类化合物的结构通式如下：

糖苷广泛存在于植物的根、茎、叶中，在植物体生长过程中起到重要作用，动物体内也存在着调节免疫等功能的重要糖苷。苄基糖苷、烷基糖苷、烯基糖苷中有很多是中草药中的活性成分，是重要的医药中间体、非离子表面活性剂，已广泛用于制药、化妆品、食品等行业，具有广阔的开发应用前景^[2]。

1.2 天然糖苷的功能

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