植物天然产物：单宁或称鞣质与微生物单宁酶的作用

                      杨顺楷       四川     成都

植物单宁或称鞣质是继纤维素，半纤维素和木质素之后，第四类可再生丰富的次生代谢天然产物。被认为是难生物降解，且对有机体具有毒性的物质；或说它是植物体生源来自于自身分子进化代谢产生的防卫物质，如对草食动物而言的“拒食剂”。单宁主要经由没食子酸（GA）氧化偶联，并多聚化生成单宁大分子物质。对其的化学结构研究，目前大体分为三类，即可水解单宁（分子量500-3000D），缩合单宁（它与木质素具有一定的相似性，都属于C-C 键相连的大分子芳香化合物）和新型单宁（近年发现兼具有前二者结构和性质）天然产物。

但大量研究表明微生物、植物和动物中存在着一类能够降 解单宁的水解酶—单宁酰基水解酶（单宁酶），如植物的 果实、树叶、树枝和树皮等部位，鱼的消化道以及羊的瘤 胃等部位。该酶能够催化没食子酸酯和单宁等底物中酯 键和缩酚羧键的水解，释放没食子酸和葡萄糖（五倍子单宁）或奎尼酸（塔拉单宁）。

虽然单宁对微生物具有普遍的抑制能力，但是作为一大类可再生的天然产物，它也具有一定的生物可降解性。目前工业大规模生产的单宁酶均来源于 微生物，因此微生物源单宁酶是近年的研究热点。产单 宁酶的微生物广泛存在于废水、粪便、堆肥、土壤、泡菜中， 以真菌和细菌为主，其中真菌大多属于曲霉属、青霉属、 木霉属、镰刀菌属、酵母菌等；细菌大多属于乳酸杆菌属、 芽孢杆菌属、克雷伯氏菌属、链球菌属、沙雷氏菌属、链霉 菌属、葡萄球菌属、假单胞菌属、肠杆菌属等，且部分已 被开发用于工业规模化生产单宁酶。真菌单宁酶在降解 可水解单宁时表现出高活性，而细菌单宁酶可有效水解天 然单宁和单宁酸。单宁酶不同的底物特异性可能是由于 其分子结构不同所致，这一发现对寻找具有新颖酶学特性 的单宁酶具有重要的指导意义，为产单宁酶微生物菌株的 选育提供了参考方向。

过去20年，个人职业经历，正如前一篇博文所述，我们针对低等真菌曲霉和青霉，具有对单宁底物一定的生物可降解性，通过定向诱导，黑曲霉具有较高而稳定的单宁酶活力。经由II级发酵培养，成功实现了对五倍子丹宁在500L发酵罐的生物转化制造公斤级GA的生物制造路线。此外，还在开发滇橄榄（余甘子）植物资源，利用黑曲霉单宁酶酶法加工的应用基础实验研究工作打下基础，那就是解决对滇橄榄果酒的澄清应用，和基于对滇橄榄鲜果测试（皮粉法））含有的单宁成分达到45-55%，就又开展了对该单宁酶在中药饮片余甘子，酶法加工，提高GA达到中国药典标准1,2%的应用研究；鉴于实验研究黑曲霉液体培养物，可在48h期间，将滇橄榄鲜果彻底崩解地事实，并测试含有GA产物（由可水解单宁底物而来）；结合文献，这就提示滇橄榄果还可以开发成为美白护肤化妆品有效部位规范提取物；该提取物特别适合亚洲女性，因为该生物活性组分具有抑制皮肤黑色素合成的作用。