天麻素別名天麻苷，是天麻 Gastrodia elata Bl.根莖中一種成分最多的合理單個成份，其有機(jī)化學(xué)名叫4-羥甲基苯基-β-D-吡喃葡萄糖水苷，相對性分子質(zhì)量286.27，化學(xué)式 C13H18O7，為沒有顏色纖維狀結(jié)晶體，mp 154～156 ℃，可溶于醛類和水，難溶解乙醚和醫(yī)用乙醚，經(jīng)杏仁酶水解反應(yīng)后獲得 4-甲基苯工業(yè)甲醇（也稱對甲基苯甲醇）和葡萄糖水 2 種單個。天麻素具備各種藥理學(xué)活力，能夠提升中間及頸靜脈血管外周阻力，減少外周血管摩擦阻力，提升心血管血容量，造成柔和降血壓功效，并且對神經(jīng)細(xì)胞、腦部均有防護(hù)功效，與此同時具備靜、摧眠、止痛、增強(qiáng)免疫等功效，在臨床醫(yī)學(xué)上普遍用來醫(yī)治心血管、血循環(huán)疾病，對頭疼暈眩、四肢麻木、小兒驚風(fēng)、癲癇病、抽動、破傷風(fēng)針等癥狀效果明顯，且無顯著副作用。

現(xiàn)階段，大家對以天麻素為關(guān)鍵藥性成份的天麻需要量持續(xù)提高，其年銷量達(dá)十幾億人民幣，因為其使用范疇的進(jìn)一步擴(kuò)張，年銷量預(yù)估還將持續(xù)提高。應(yīng)對這么廣泛的行業(yè)前景，藥業(yè)工作人員們提到了很多獲得天麻并提升天麻素生產(chǎn)量的方式 ，在其中以人力種植獲取法和有機(jī)合成法為流行，但他們也具有一定的難題。針對人力種植獲取法來講，該法雖說還可以得到一定生產(chǎn)量的天麻素，但要獲得生產(chǎn)量大、純凈度高和價格便宜的天麻素仍然存有比較大難度系數(shù)，歸根結(jié)底關(guān)鍵與 2 個層面有關(guān)：一是天麻在人力種植歷程中通常會發(fā)生生產(chǎn)量降低、質(zhì)量減少的狀況[5]。二是即便人力種植得到了大量的高質(zhì)量的天麻根莖原料，但是從這種資料中獲取并獲得高純的天麻素絕非易事。針對有機(jī)合成法而言，它是當(dāng)前在我國獲得天麻素的具體生產(chǎn)制造方式，也是一種較早科學(xué)研究的方式 ，于 20 新世紀(jì) 80 時代初周俊工程院院士等創(chuàng)建，但在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，因為此方法需歷經(jīng)多步化學(xué)變化，并要大量的應(yīng)用紅磷、溴等實驗試劑，因此致使該法具備生產(chǎn)量低、毒副作用大、成本增加、自然環(huán)境不友善等缺陷。為了更好地解決該辦法的缺點，專家學(xué)者們各自從提升反映得率、降低反映流程、減少實驗試劑毒副作用等領(lǐng)域?qū)μ炻樗赜袡C(jī)合成法完成了有意思的改善，但這種改善盡管對促進(jìn)有機(jī)合成法生成天麻素有一定的協(xié)助，但一直難以解決有機(jī)合成法先天性具備的一些缺點，如反映實驗試劑毒、反映流程多、反應(yīng)速度長、反映標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛、反映副產(chǎn)品不容易除去、反映三廢不太好解決等，因此根據(jù)有機(jī)合成法生產(chǎn)制造天麻素并不是一種制取天麻素的最佳方式，現(xiàn)階段具體制造中急缺一種更為優(yōu)秀的辦法來替代有機(jī)合成法。

微生物生成法是當(dāng)今獲得天麻素的有不錯應(yīng)用前景的第 3 種方式，文中主要是對天麻素微生物生成的辦法開展一個系統(tǒng)軟件的梳理和剖析，期待為日后進(jìn)一步完善和健全天麻素的生產(chǎn)制造辦法和符合大家對其持續(xù)上升的要求給予有價值的參照。

1 微生物生成方式

天麻素結(jié)構(gòu)類型由 4-甲基苯甲醇和葡萄糖水 2 一部分構(gòu)成，在其中 4-甲基苯甲醇也是天麻體細(xì)胞中一種具體的單個成份，故學(xué)者們推斷天麻素微生物生成的最后一步必然涉及到葡萄糖水糖基化4-甲基苯甲醇的全過程。針對磷酸激酶化學(xué)物質(zhì) 4-甲基苯甲醇所涉及到的微生物生成方式現(xiàn)階段還沒有很明確，但依據(jù)芬芳類物質(zhì)新陳代謝有關(guān)全過程推斷，4-甲基苯甲醇在天麻體細(xì)胞內(nèi)很可能由二甲苯經(jīng)2次單加氧酶功效后轉(zhuǎn)化成，見圖 1，現(xiàn)階段已相繼有相關(guān)的分析結(jié)果逐漸確認(rèn)此推斷方式的準(zhǔn)確性。如以 4-甲基苯甲醇或 4-甲基苯甲醛做為磷酸激酶化學(xué)物質(zhì)，一部分綠色植物或微生物菌種體細(xì)胞可將其糖基化轉(zhuǎn)化成天麻素。除此之外，Tsai 等運(yùn)用第 2 代 RNA 測序技術(shù)較為了天麻從球莖生長發(fā)育到根莖時生成天麻素遺傳基因的差異性表述狀況，數(shù)據(jù)顯示天麻嫩幼根莖中的確有比球莖明顯高表述的單加氧酶和糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶遺傳基因，在其中一條編號單加氧酶的 unigene 在嫩幼根莖中的表述量是球莖中的 2.4 倍，而另一條編號糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶的 unigene 則是球莖中的 3.2 倍。之上這種科學(xué)研究結(jié)果一方面強(qiáng)有力證實了天麻素微生物生成方式推斷的準(zhǔn)確性，另一方面也為人力異源搭建天麻素微生物生成方式確立了理論基礎(chǔ)。

2 綠色植物轉(zhuǎn)化法

綠色植物是眾多具備藥業(yè)運(yùn)用使用價值的純天然活力物質(zhì)的來源于，他們利用本身體細(xì)胞內(nèi)錯綜復(fù)雜的次生新陳代謝反映生成一些同樣的純天然活性物質(zhì)，如紅景天苷除紅景天膠囊屬綠色植物能夠生成外，女貞、小葉女貞、藏波羅花等還可以生成。恰好是從這一狀況考慮，學(xué)者們試著運(yùn)用非天麻類綠色植物生成天麻素（表 1）。蔡潔等對山參毛狀根微生物生成天麻素轉(zhuǎn)換管理體系實現(xiàn)了探尋，數(shù)據(jù)顯示山參毛狀根在 B5 細(xì)胞培養(yǎng)液中塑造22 d 后，可將天麻素苷元（4-甲基苯甲醇）轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化成天麻素，轉(zhuǎn)換率為 84.8%，生成的天麻素占山參毛狀根干品質(zhì)的 6.65%。龔加順等各自運(yùn)用這兩種不一樣的薔薇綠色植物（白費(fèi)薔薇和紫花薔薇）飄浮塑造體細(xì)胞開展了天麻素生物氧化科學(xué)研究，試驗結(jié)果顯示二種薔薇體細(xì)胞都能將磷酸激酶化學(xué)物質(zhì)4-甲基苯甲醛先轉(zhuǎn)變成 4-甲基苯甲醇，隨后運(yùn)用體細(xì)胞內(nèi)的糖谷丙轉(zhuǎn)氨酶使其糖基化轉(zhuǎn)化成天麻素，在其中在細(xì)胞培養(yǎng)液中加上0.1 mg/L水楊酸鈉和維持發(fā)酵設(shè)備罐壓低于1 kPa時，可高效推動紫花薔薇體細(xì)胞對 4-甲基苯甲醛的糖基化高效率。

除開以薔薇飄浮體細(xì)胞做為轉(zhuǎn)換媒介外，彭春秀等還運(yùn)用薔薇毛狀根開展了天麻素轉(zhuǎn)換試驗，數(shù)據(jù)顯示由農(nóng)桿菌引起的薔薇毛狀根能轉(zhuǎn)換外源性底物 4-甲基苯甲醇生成天麻素。本研究組也進(jìn)行過天麻素綠色植物轉(zhuǎn)換的有關(guān)科學(xué)研究，在其中運(yùn)用綠色植物水植法對青菜是不是可以運(yùn)用 4-甲基苯甲醇造成和累積天麻素，及其 4-甲基苯甲醇對青菜生長發(fā)育是不是會產(chǎn)生危害做好了調(diào)查，所得的結(jié)果確認(rèn)青菜能以濃度值有關(guān)的形式將 4-甲基苯甲醇轉(zhuǎn)換為天麻素，但隨時間的變化天麻素累積量逐步減少，并且水培營養(yǎng)液中加上 4-甲基苯甲醇會抑止青菜根的成長并減緩或阻礙株高的提高，因此在含4-甲基苯甲醇的水植液中不適合長期塑造青菜。

之上分析結(jié)果都充分說明，除天麻外也有一部分綠色植物也可以運(yùn)用有關(guān)磷酸激酶化學(xué)物質(zhì)生成天麻素，這就為將來擴(kuò)寬天麻素的來源于，并提升其生產(chǎn)量帶來了合理的方式。