一、背景及概述

龍涎香是抹香鯨（Physeter macrocephalus）的腸道產(chǎn)生的一種強(qiáng)烈的氣味物質(zhì)。它的作用是保護(hù)腸道粘膜不受抹香鯨所吃的軟體動(dòng)物的不可消化的殘骸的影響，使其周圍變硬并融入其中。

龍涎香一詞源于古法語 "ambre gris"，意思是 "灰色的琥珀"，與 "黃色的琥珀 "相反，后者指的是樹脂琥珀。它被用于制作香水。

在化學(xué)上，龍涎香主要由蠟質(zhì)的、不飽和的、高分子量的醇類混合物組成，主要的化學(xué)成分是降龍涎醚。其他化學(xué)成分，如表皮甾醇和共軛甾醇，也被發(fā)現(xiàn)，但降龍涎醚是使龍涎香具有典型氣味的物質(zhì)。典型的龍涎香氣味的形成機(jī)制見圖1。[1]

圖1 典型的龍涎香氣味的形成機(jī)制：由于海水、空氣和/或陽光的氧化分解，從龍涎香中產(chǎn)生了降龍涎醚[1]

由于抹香鯨是受保護(hù)的物種，不能被獵殺，所以龍涎香現(xiàn)在已經(jīng)變得極為罕見，被合成物質(zhì)所取代。更為罕見的是，如果從被擱淺的動(dòng)物尸體上取下，就有可能使用天然的，或者有時(shí)是漁民從動(dòng)物反芻的龍涎香中撈出的。

降龍涎醚又名雙環(huán)二氫高金合歡醚、1,1,6,10-四甲基-5,6-環(huán)乙氧基十氫化萘、Amberoxan、Ambropur、Ambroxide。天然龍涎香是一種高級(jí)香料，它來自抹香鯨腸胃中的灰白色軟結(jié)石，量極少。降龍涎香醚是一種人工合成的、具有龍涎香味的香料，作為天然龍涎香的代用品。無色至白色結(jié)晶。相對(duì)分子質(zhì)量236.39。熔點(diǎn)75～76℃。沸點(diǎn)120℃(1.33×102Pa)。閃點(diǎn)161℃。比旋光度-29°(c=1，甲苯)。降龍涎醚的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

Ambrox 由 ambrein（龍涎香的主要成分，一種來自抹香鯨消化道的蠟狀物質(zhì)）與大氣中的氧氣反應(yīng)形成。作為 (半日花烷(labdane)) 二萜的分解產(chǎn)物，少量降龍涎香醚也可以在以下來源中找到：煙草 (Nicotiana tabacum) (來自順式-冷杉醇 (Z)-abienol)、快樂鼠尾草 (Salvia sclarea) (來自香紫蘇醇,sclareol)、巖薔薇 ( Cistus ladanifer 和 Cistus creticus）（來自半日花烷酸labdanolic acid），在垂枝柏（Cupressus sempervirens）和蠟質(zhì)抹香鯨類尸體的脂肪體（來自ambrein）中。

Ambrein 不再用于獲得 Ambrox，取而代之的是來自快樂鼠尾草(Salvia sclarea)的香紫蘇醇作為起始材料。隨著芬美意在 1950 年發(fā)表了第一個(gè)部分合成，發(fā)現(xiàn)了一種替代的降龍涎醚來源。技術(shù)合成的關(guān)鍵步驟是用三氧化鉻CrO3對(duì)側(cè)鏈進(jìn)行氧化降解。隨后用氫化鋁鋰還原內(nèi)酯得到二醇，在酸存在下，二醇環(huán)化成所需的醚。熱力學(xué)上更穩(wěn)定的 9b-epi-ambrox 可以作為副產(chǎn)物形成。該反應(yīng)可以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行，收率54%，1980年代初專利到期后，其他技術(shù)上可行的合成路線相繼發(fā)表。使用高碘酸鈉（而不是高錳酸鉀）的紫蘇醇降解反應(yīng)發(fā)表在 Derek HR Barton 爵士的工作組中，并且正在申請(qǐng)專利。雖然合成步驟可以相對(duì)容易和安全地進(jìn)行，但這些合成的主要缺點(diǎn)是供應(yīng)情況波動(dòng)，因此紫蘇醇的價(jià)格波動(dòng)很大。作為紫蘇醇的替代品，也可以使用 (+)-cis-abienol生產(chǎn)降龍涎醚。(+)-cis-Abienol 獲自 Canada balsam。通過 (+)-cis-abienol 的臭氧分解和隨后的還原后處理，獲得了一種二醇，該二醇可以在吡啶中用甲苯磺酰氯以優(yōu)異的收率環(huán)化為 Ambrox。

Ambrox是一種自古以來就廣為人知的香水，用于香水。Ambrox 的不同立體異構(gòu)體具有相似的氣味，但氣味閾值不同。降龍涎醚和類似物的世界年產(chǎn)量剛剛超過 30 噸。

圖2 降龍涎醚的分子結(jié)構(gòu)

二、降龍涎醚及其異構(gòu)體的香氣特征及其使用法規(guī)

降龍涎醚[(-)-Ambrox]是天然龍涎香酊最關(guān)鍵的有效成分之一，具有柔和、持久、穩(wěn)定的動(dòng)物型龍涎香香氣、溫和的木香香韻。降龍涎醚具有多個(gè)不同的立體異構(gòu)體結(jié)構(gòu)，異構(gòu)體之間具有一定的香氣特征差異，如圖3所示。降龍涎醚異構(gòu)體a具有溫和的木香香韻、較粗的馬鈴薯-地窖的味道，香氣強(qiáng)度比降龍涎醚低100倍；異構(gòu)體c具有與降龍涎醚相當(dāng)?shù)南銡鈴?qiáng)度，但有微弱的豐富而復(fù)雜的酒香味；異構(gòu)體e和g有弱的樟腦木香香氣，帶有幾乎很難辨別的龍涎香香氣；異構(gòu)體f具有微弱的類似龍涎香香氣，但被一種汗臭味掩蓋；異構(gòu)體h木香香氣更強(qiáng)，但缺乏溫暖的動(dòng)物氣息。降龍涎醚不同的香氣特征差異，同樣化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物所選用的生產(chǎn)原料不同也會(huì)造成不同的香氣差異，如溶劑能對(duì)最終產(chǎn)品的香氣產(chǎn)生輕微的改變，結(jié)晶方式的不同也會(huì)造成不同的香氣差異。[1]

圖3 降龍涎醚及其8種異構(gòu)體[2]

合成的降龍涎醚[(-)-Ambrox]是極其優(yōu)秀的定香劑，是所有合成龍涎香香料中評(píng)價(jià)最高的一種，是天然龍涎香優(yōu)異代用品之一。由于降龍涎醚對(duì)人體無刺激、無過敏反應(yīng)，因此很適合用于皮膚、頭發(fā)和織物的加香，在化妝品行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。降龍涎醚在食品工業(yè)中作為食品添加劑也被允許使用，被列入我國食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)(GB2760—2011)允許使用的食品合成香料名單中（編號(hào)為S0280），也被美國食品香料和萃取物制造者協(xié)會(huì)（FEMA）認(rèn)可為安全食用香料（FEMA編碼為3471），聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(JECFA)也認(rèn)可了其食用安全性（JECFA 編碼為1240）。[2]

三、降龍涎醚的制備方法進(jìn)展

1、幾種工業(yè)生產(chǎn)方法

目前降龍涎醚的工業(yè)生產(chǎn)方法主要是以香紫蘇醇為原料的合成路線及國際著名香料公司瑞士芬美意開發(fā)的以 β-二氫紫羅蘭酮 或金合歡醇類似物為原料的合成路線，具體合成路線如圖4 所示。以 β-二氫紫羅蘭酮(β-dihydroionone)為原料的合成路線通過 Darzens 反應(yīng)、Knoevenagel 反應(yīng)、脫羧、環(huán)化、還原、環(huán)化共 6 步反應(yīng)合成消旋體降龍涎醚，如需制備光學(xué)純降龍涎醚，需通過對(duì)中間體香紫蘇內(nèi)酯(sclareolide) 進(jìn)行手性拆分；金合歡醇類似物(homofarnesol)可通過環(huán)化反應(yīng)直接得到消旋體降龍涎醚。這兩條反應(yīng)路線主要用于制備其外消旋商品 Cetalox 和 Ambrox DL。以香紫蘇醇為原料的合成路線通過氧化、還原、環(huán)化 3 步反應(yīng)可得到光學(xué)純降龍涎醚，是目前生產(chǎn)降龍涎醚最重要的方法。

圖4 降龍涎醚的工業(yè)制備路線 [2]

2、一些實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段的合成方法

降龍涎醚的合成方法主要以多烯類化合物為原料，經(jīng)催化多級(jí)串聯(lián)環(huán)化的方法制備降龍涎醚。1950 年，Stoll 等以從香紫蘇(Salvia sclarea L.)的莖葉中提取得到的香紫蘇醇（sclareol）為原料首次化學(xué)合成降龍涎醚。隨后，化學(xué)家們以眾多的天然萜類化合物，如 甲基半日花烷(methyl communic)、甲基萘甲醇(drimenol)、松香酸(abietic acid)、香葉基丙酮(geranylacetone)、香芹酮(carvone)、齊墩果酸 (oleanolic acid)、金合歡醇類似物(homofarnesol)、二氫紫羅蘭酮(dihydroionone)、冷杉醇(abienol)、稠環(huán)烯酮(fused ring enone)、淚杉醇(manool)等為原料成功地合成了降龍涎醚，各種天然萜類化合物具體結(jié)構(gòu)如圖5 所示。其中具有代表性的合成方法主要包括以下研究工作。

圖5 合成降龍涎醚的多烯類化合物 [2]

3、降龍涎醚相關(guān)二萜類香氣化合物的酶法合成生物學(xué)

盡管植物來源的半日花烷二萜類化合物作為半合成(-)-降龍涎醚的起始材料具有普遍的效用，但有幾個(gè)因素限制了它們的工業(yè)應(yīng)用。許多天然二萜類化合物在植物體中只少量存在，而且往往是復(fù)雜混合物的一部分，因此在化學(xué)合成中的應(yīng)用需要費(fèi)力和成本高昂的純化程序。此外，獲得生產(chǎn)二萜類的野生植物物種可能是有限的，而且植物的栽培可能受到不利環(huán)境條件的影響。因此，二萜類化合物生產(chǎn)基因和酶的發(fā)現(xiàn)和工程提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，以改善和擴(kuò)大用于制造降龍涎醚的起始材料的可用性。先進(jìn)的高通量代謝物分析和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序使人們能夠?qū)υS多以前無法進(jìn)行全面基因發(fā)現(xiàn)的二萜類植物物種進(jìn)行快速和具有成本效益的調(diào)查。近年來，許多二萜合成酶（diTPSs）和細(xì)胞色素P450單加氧酶（P450s）的鑒定和明確的功能注釋，這是二萜類生物合成的兩個(gè)關(guān)鍵酶類。[3]

一般來說，萜類化合物有一個(gè)共同的生物合成來源，即來自兩個(gè)C5中間物，二磷酸異戊酯（IPP）和二磷酸二甲酰（DMAPP）。通過異戊二烯基轉(zhuǎn)移酶的活動(dòng)使這些構(gòu)件縮合，產(chǎn)生一些具有不同鏈長的異戊二烯基二磷酸酯中間物，作為所有萜類化合物的核心前體。二萜類化合物來自于C20中間體雙牻兒基焦磷酸鹽（GGPP），它被diTPSs通過多步驟的碳原子驅(qū)動(dòng)的（環(huán)）異構(gòu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為各種線性或環(huán)狀支架。通過P450s和其他一些酶類的活動(dòng)，對(duì)diTPS產(chǎn)品進(jìn)行功能改性，從而使植物二萜類化合物具有巨大的化學(xué)多樣性。[3]

diTPS功能的多樣性部分是基于其模塊化結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由三個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)域α、β和γ的變化組成。三個(gè)主要的diTPS類別是單功能的I類diTPS、單功能的II類diTPS和雙功能的I/II類diTPS。這三類具有不同的結(jié)構(gòu)域，并在活性位點(diǎn)的數(shù)量和特征功能圖案方面有所不同。II類diTPSs在β-γ結(jié)構(gòu)域中有一個(gè)N端活性位點(diǎn)，伴隨著一個(gè)共同的DxDD結(jié)構(gòu)域，有利于質(zhì)子化引發(fā)的GGPP環(huán)異構(gòu)化為各種具有不同立體化學(xué)和區(qū)域特異性氧合的雙環(huán)戊烯基二磷酸酯中間體。相比之下，I類diTPSs在α-結(jié)構(gòu)域中含有一個(gè)C-末端活性位點(diǎn)，以及用于結(jié)合底物二磷酸酯基團(tuán)的催化性DDxxD和NSE/DTE結(jié)構(gòu)域。I類diTPSs促進(jìn)GGPP的轉(zhuǎn)化或II類diTPS產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。I類diTPSs催化電離促進(jìn)的底物二磷酸酯基團(tuán)的裂解，以及隨后產(chǎn)生的碳化物的重新排列，產(chǎn)生多種二萜結(jié)構(gòu)。雙功能I/II類diTPSs在一個(gè)蛋白質(zhì)中同時(shí)含有II類和I類活性位點(diǎn)和功能。據(jù)目前所知，只有苔蘚、苔蘚植物江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和裸子植物含有雙功能的I/II類diTPSs。[3]

在被子植物中，大多數(shù)二萜類化合物，包括所有與半日花烷有關(guān)的化合物，是通過一對(duì)單功能的II類和I類diTPSs的順序活動(dòng)形成的。反復(fù)的基因復(fù)制，隨后的亞功能化和新功能化導(dǎo)致了diTPS基因家族在進(jìn)化過程中的擴(kuò)展和功能分化。最近對(duì)一些物種的研究表明，二萜類生物合成可能以模塊系統(tǒng)的形式組織起來，其中I類和II類酶的不同組合可以產(chǎn)生不同的二萜類支架，進(jìn)一步增加二萜類中間產(chǎn)物和產(chǎn)品的化學(xué)空間結(jié)構(gòu)的多樣性。[3]

從植物體中成對(duì)作用的功能不同的diTPSs的自然發(fā)生的模塊途徑的特征中收集的信息，可以應(yīng)用于開發(fā)基于現(xiàn)有diTPSs和可能的P450酶的組合表達(dá)的代謝工程和合成生物學(xué)戰(zhàn)略。在已建立的高價(jià)值萜類化合物代謝工程平臺(tái)（如抗癌二萜藥物Taxol和用于治療瘧疾的倍半萜類青蒿素）所取得的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，一些實(shí)驗(yàn)室目前正在開發(fā)用于生產(chǎn)天然和非天然二萜類生物產(chǎn)品的新的微生物和植物平臺(tái)，如圖6所示。[3]

圖6 植物二萜類生物合成途徑的模塊化及其對(duì)生物系統(tǒng)的代謝工程的效用，用于生產(chǎn)降龍涎醚前體。近年來，根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和非模式芳香植物中的酶學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)了參與形成植物源性降龍涎醚前體（如香紫蘇醇、順式冷杉醇和二萜類樹脂酸）的多種二萜合成酶和細(xì)胞色素P450單加氧酶組合。二萜類生物合成酶在微生物和植物宿主系統(tǒng)中的單一或組合表達(dá)，為降龍涎醚前體和其他二萜類生物產(chǎn)品的代謝工程提供了可行性。這些工程系統(tǒng)能夠以單一目標(biāo)化合物或低復(fù)雜性混合物的形式生產(chǎn)天然或新型二萜類化合物?？s略語：GGPP，雙牻兒基焦磷酸鹽；LPP，拉巴達(dá)(labda)-13-烯-8-醇二磷酸酯；(+)-CPP，(+)-焦磷酸古巴酯；AbCAS，香柏樹順式冷杉醇醇合成酶；NtLPS，煙草拉巴達(dá)(labda)-13-烯-8-醇二磷酸酯合成酶; NtABS, 煙草順式-冷杉醇合成酶; SsLPS, 快樂鼠尾草拉巴達(dá)(labda)-13-烯-8-醇二磷酸酯合成酶; SsSCS, 快樂鼠尾草香紫蘇醇合成酶; ISO, 來自不同針葉樹的異哌啶烯合成酶; LAS, 來自不同針葉樹松科屬/紐葉松異海松二烯的左旋哌啶/松香二烯合酶; PsCYP720B4, 大白花地榆細(xì)胞色素P450 720B4; DRA, 二萜類樹脂酸。diTPS示意圖中的紅色X表示單功能酶中的非功能活性部位[3]

四、降龍涎醚的用途

降龍涎醚“龍涎香效應(yīng)”可大大提高香精的擴(kuò)散作用，用于高級(jí)香水及化妝品的香精中，對(duì)人體無刺激，適合于皮膚、頭發(fā)和織物的加香，如肥皂、爽身粉、膏霜及香波等的加香及定香。

龍涎香香原料在卷煙中的應(yīng)用賴百當(dāng)類物質(zhì)是香料煙的關(guān)鍵性致香成分，降龍涎醚是其中作用特別突出的一種香料，對(duì)混合型卷煙的煙氣有著重要貢獻(xiàn)。降龍涎醚也廣泛用于烤煙型卷煙和香水工業(yè)。降龍涎醚應(yīng)用于卷煙工業(yè)的加香加料，與煙草的特征香韻諧調(diào)和合，并可掩蓋雜氣，即使微量使用，也可改善煙草的香味品質(zhì)，尤其適合混合型卷煙加香，增強(qiáng)東方型煙草的風(fēng)味。Ｒ.J.Reynols Tobacco Company (雷諾煙草公司)已使用香紫蘇內(nèi)酯、降龍涎二醇及降龍涎醚負(fù)載于溶劑中，以萬分之五到千分之三的施加量噴灑到煙絲上，以改善卷煙的風(fēng)味。由于降龍涎醚分子量小、揮發(fā)性強(qiáng)，且閾值低。瑞士奇華頓香料公司Givavdan將降龍涎二醇制備成碳酸酯(Carbonate-I，Chart2)潛香物質(zhì)，其分子量大，不易揮發(fā)。在卷煙抽吸過程中，香氣前體物降龍涎二醇碳酸酯在高溫分解、同時(shí)環(huán)合產(chǎn)生降龍涎醚香氣成分，卷煙煙氣具有明顯的木香及琥珀香氣。湖南中煙工業(yè)公司將降龍涎二醇制備成草酸酯(Oxalate-II，Chart2)潛香物質(zhì)的形式，然后加入到煙草中，其加入方式為加表香、加料香或薄片加香。在卷煙抽吸燃燒過程中均勻釋放降龍涎醚致香物質(zhì)，使卷煙具有較明顯的龍涎香氣。

五、龍涎香的藥理活性

1、增強(qiáng)食欲及性欲作用

Mohamed等(2012)研究評(píng)估了龍涎香對(duì)一些內(nèi)分泌激素、血脂、體重和食欲的影響。共招募了40名受試者，隨機(jī)接受415毫克/天的龍涎香（Am；n=20）或安慰劑（PL；=20），為期4周。血液樣本用于評(píng)估血脂、睪酮、雌二醇、生長激素（GH）、催乳素、胰島素、甲狀腺素（T4）和皮質(zhì)醇。數(shù)據(jù)顯示，僅在服用龍涎香后，睪酮、雌二醇、催乳素、胰島素、皮質(zhì)醇、甲狀腺素（T4）水平和體重都有明顯增加，而生長激素在兩組中都沒有明顯的變化?？偰懝檀迹═c）、低密度脂蛋白膽固醇（LDLc）和高密度脂蛋白膽固醇（HDLc）明顯增加，而龍涎香組的甘油三酯（TG）水平明顯下降。他們的結(jié)論是，由于龍涎香對(duì)一些內(nèi)分泌激素的影響，攝入龍涎香會(huì)導(dǎo)致性欲和體重的增加。[4]

2、抗癌作用

龍涎香對(duì)人類肝癌、結(jié)腸腺癌、肺癌和人類乳腺癌細(xì)胞系表現(xiàn)出細(xì)胞毒性活動(dòng)。此外，龍涎香在抑制人類中性粒細(xì)胞功能方面具有抗炎活性。[5]

3、壯陽作用

龍涎香的主要成分Ambrein對(duì)雄性大鼠的性能力有支持作用。交配研究是通過將雄性與接受的雌性關(guān)在一起進(jìn)行的。在觀察了接受治療的雄性大鼠的交配行為后，龍涎香形成了反復(fù)的陰莖勃起事件，一個(gè)依賴劑量的、強(qiáng)烈的和重復(fù)的射精上升。這項(xiàng)研究已被證明可以增加大鼠的性行為，這為其傳統(tǒng)的壯陽藥用途提供了一些支持。[5]

4、抗糖尿病作用

降龍涎醚通過增強(qiáng)葡萄糖的利用，降低了正常和中度阿洛桑處理的糖尿病大鼠的血糖水平。在有甘露糖的情況下，降龍涎醚不能降低葡萄糖負(fù)荷大鼠的高血糖，但在沒有甘露糖的情況下，它能降低葡萄糖負(fù)荷大鼠的高血糖。[5]

5、其他活性

龍涎香以前被用作治療各種疾病的傳統(tǒng)藥物。然而，由于龍涎香的主要成分天然1的生物活性（如龍涎香樣品1和2中含有1，約為68%；圖7d）尚未被廣泛評(píng)估，因?yàn)樗芟∩佟５侥壳盀橹?，只知道它的壯陽、抗痛和抑制彈性蛋白酶釋放的活性。由于本研究中的酶法合成使合?的生產(chǎn)足夠充分，因此對(duì)其兩種生物活性進(jìn)行了分析。首先，我們分析了1對(duì)骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化所產(chǎn)生的影響。用茜素紅S對(duì)成熟的成骨細(xì)胞沉積的細(xì)胞外鈣進(jìn)行染色，然后用或不用10μM的1培養(yǎng)細(xì)胞。然而，沒有發(fā)現(xiàn)1對(duì)成骨細(xì)胞活性的明顯影響。相反，在10μM的濃度下，1增強(qiáng)了破骨細(xì)胞的分化（圖8）。結(jié)果表明，1以濃度依賴的方式顯著增加了成熟破骨細(xì)胞的數(shù)量（圖8）。50μM的1的效果與5μM的Kenpaullone相似，后者是破骨細(xì)胞分化的一個(gè)強(qiáng)有力的激活劑。這一結(jié)果表明，1可能是治療由破骨細(xì)胞功能缺陷引起的骨質(zhì)疏松癥的一個(gè)有希望的候選藥物。[6]

圖7 1轉(zhuǎn)換為揮發(fā)性成分。(a) 龍涎香揮發(fā)物的GC-MS色譜圖。化合物2-5被確認(rèn)，而化合物12-17沒有被確認(rèn)。(b) 用紫外光和光敏劑（RB、TPP或MB）處理1產(chǎn)生的龍涎香揮發(fā)性成分和揮發(fā)性化合物的百分比。除2-5和12-17外，"其他 "的Te比例是用化合物的總量計(jì)算的。(c) 用紫外光和光敏劑（RB、TPP或MB）處理1產(chǎn)生的龍涎香揮發(fā)性成分和揮發(fā)性化合物的產(chǎn)量。(d) 龍涎香和暴露于紫外線和光敏劑（RB、TPP或MB）的反應(yīng)液中1的殘留率。[6]

盡管早期關(guān)于1的光氧化的研究旨在模仿天然龍涎香的揮發(fā)性成分的產(chǎn)生并分離出揮發(fā)物9-11，但沒有一項(xiàng)研究旨在實(shí)現(xiàn)1到揮發(fā)物的有效轉(zhuǎn)化。在這項(xiàng)研究中，我們能夠獲得8-15%的產(chǎn)量（圖7c），這比以前為不同目的獲得的產(chǎn)量9-11和我們分析的天然龍涎香中的含量（圖7c）要高。我們構(gòu)建的揮發(fā)性物質(zhì)合成系統(tǒng)可以改變氣味，這取決于所使用的光敏劑的類型（圖7b）。在未來，通過研究各種反應(yīng)條件，包括使用不同的光敏劑，可以產(chǎn)生各種氣味。此外，盡管在本研究中檢測(cè)到了未知的揮發(fā)性化合物12-17（圖7a和補(bǔ)充圖12），但無法確定其結(jié)構(gòu)。如果大量的1被光氧化，未來可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的氣味化合物。此外，我們確定了1的兩種生物活性：促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化和預(yù)防Aβ的神經(jīng)毒性（圖8和9）。然而，目前仍不清楚這種化合物是如何進(jìn)行這些活動(dòng)的。識(shí)別1的細(xì)胞內(nèi)靶分子可能會(huì)使我們?cè)谖磥戆l(fā)現(xiàn)治療骨質(zhì)疏松癥和阿爾茨海默病的藥物。[6]

圖8 1對(duì)破骨細(xì)胞分化的生物影響。在沒有或有不同濃度的1的情況下，計(jì)算從RAW264.7細(xì)胞分化出來的TRAP陽性破骨細(xì)胞的數(shù)量。Kenpaullone是一個(gè)陽性對(duì)照。數(shù)據(jù)以平均值±S.D.表示（n=3，*=P<0.01）。

圖9 1對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)的SK-N-SH細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用。在暴露于1μM Aβ1-42 24小時(shí)之前，用不同濃度的1（1、2、5、10和20μM）對(duì)細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理。使用Annexin V/7-AAD染色法，通過熒光細(xì)胞儀分析凋亡細(xì)胞。(a) 代表性實(shí)驗(yàn)的點(diǎn)陣圖。右下角的數(shù)字表示早期凋亡細(xì)胞（Annexin V+/7-AAD-）的百分比，右上角表示后期凋亡和死亡（Annexin V+/7-AAD+）細(xì)胞的百分比。(b) 早期凋亡細(xì)胞（Annexin V+/7-AAD-）和后期凋亡和死亡細(xì)胞（Annexin V+/7-AAD+）的百分比。數(shù)據(jù)表示為平均值±SEM；（n=3）。*和?分別指Aβ1-42單獨(dú)組與對(duì)照組在附件素V+/7-AAD-和附件素V+/7-AAD+細(xì)胞的比較；*或?=P<0.01。#和?指的是1個(gè)預(yù)處理組與Aβ1-42單獨(dú)組在附件素V+/7-AAD-和附件素V+/7-AAD+細(xì)胞中的比較；#或?=P<0.01。

這項(xiàng)研究有別于傳統(tǒng)的生物合成研究，后者旨在重建天然生物合成途徑。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗纳锖铣赏緩饺圆磺宄?，要用?shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的酶來合成一個(gè)罕見的天然產(chǎn)品（1），這是一個(gè)人工生物合成路線。許多新的自然產(chǎn)品已經(jīng)通過基因組挖掘被發(fā)現(xiàn)。然而，如果生物合成酶是一種新的類型，或者如果產(chǎn)品的天然生產(chǎn)者是未知的，就不能進(jìn)行基因組挖掘。因此，在未來通過人工創(chuàng)造新的生物合成酶來合成所需的化合物將是非常重要的。此外，本研究構(gòu)建的系統(tǒng)可以通過重新設(shè)計(jì)酶和使用底物類似物來合成1類似物和香味類似物，并將在未來創(chuàng)造出具有眾多氣味和生物活性的化合物，超越自然界中發(fā)現(xiàn)的化合物。[6]

參考文獻(xiàn)

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