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甾醇类化合物广泛存在，在许多生命过程中扮演着重要的角色（如图1）。在不同的真核生物中都有其特异的甾醇组分，如豆甾醇和谷甾醇主要存在于植物中、胆固醇主要存在于动物中，而真菌中主要的甾醇类物质为麦角甾醇。麦角甾醇是丝状真菌和酵母菌中的主要甾醇，它不但负责细胞膜的多种生物学功能，还是细胞内多种生物学过程的重要调控因子，因此被称为酵母细胞的“Hormone”。 图1 甾醇基本骨架及麦角甾醇结构 更为重要的是，麦角甾醇及其生物合成途径中的一些中间体是具有重要经济价值的代谢产物。在传统医药工业中，麦角甾醇主要作为维生素D2的前体及合成甾体类激素药物的主要原料。而近年来的研究发现了其新的功能，麦角甾醇的氧化产物对一些致病菌具有抑制活性，其中的四羟基甾醇具有明显的抗肿瘤活性。一些具有抗HIV活性的化合物是麦角甾醇的结构类似物。因此麦角甾醇是开发新型抗癌药物和抗爱滋病药物的重要前体物，具有非常广阔的应用前景。 麦角甾醇的生物功能 麦角甾醇作为酵母菌的主要甾醇成分，可以通过与磷脂的结合稳定膜结构，并且具有调控膜结构流动性、通透性、与膜结合酶的活性，以及物质运输等方面的功能；还以酯类的形式存在于细胞质的脂肪滴中，作为酵母细胞甾醇的备用库，维持酵母细胞内甾醇的平衡。麦角甾醇可以通过影响与膜结合的ATP酶的活性，进而影响细胞对营养物质的吸收与利用，通过调节细胞膜的流动性影响到磷脂转移酶的转移效率。有研究表明酵母细胞膜上麦角甾醇含量的高低与细胞对外界不良环境的抵抗力有重要关系。 应用酵母菌甾醇缺陷突变株进行的研究表明具有特定结构的甾醇对细胞内多种生物学过程具有调控作用。麦角甾醇可以提高磷脂酰肌醇磷酸的合成，并提高细胞增殖速率，而甾醇缺失细胞停止生长，锁定在不长芽的G1期，当补充一定量的麦角甾醇后，一种与劳斯肉瘤病毒的转化蛋白pp60v-src具有抗原相关性的蛋白激酶被激活，细胞恢复发芽和增殖，表明麦角甾醇参与了与细胞周期调控有关的蛋白激酶介导的信号转导过程。此外，麦角甾醇对DNA复制、线粒体内腺苷酸转运蛋白的功能和ATP的形成均有调控作用。因此麦角甾醇是酵母细胞生命活动所必需的代谢产物。 麦角甾醇的应用价值 首先，麦角甾醇经紫外线照射可以转化为维生素D2，因此是合成维生素D2的前体，维生素D是哺乳动物生长发育所必需的维生素，是预防和治疗佝偻病、软骨病、龋齿、手足抽搐症、甲状旁腺功能衰退及老年骨质疏松症的重要药品，而且在预防心脏病、高血压、精神分裂症及多种癌症等方面具有重要作用，因此在药品、食品和饲料添加剂等领域有着非常广泛的应用。麦角甾醇还是生产氢化可的松、黄体酮、芸苔素内酯等甾醇类药物的重要原料。Subbiah等的研究表明麦角甾醇或其氧化产物对人乳腺癌细胞的生长有明显的抑制作用，而对正常细胞的生长抑制不明显。Russo等研究发现麦角甾醇的过氧化物在微摩尔水平对人类前列腺癌细胞LNCaP和DU-145的生长表现出较为明显的抑制作用。进一步的研究发现，在麦角甾醇过氧化物的作用下，两种细胞中的天冬氨酸水解酶的活性显著提高，而该酶活性与细胞凋亡密切相关，从而造成LNCaP和DU-145细胞的细胞膜发生裂解，DNA碎片明显增多，引发细胞的凋亡。Takei T等从食用蘑菇中提取了脂溶性物质，并将该物质以0.1mg/ml的浓度水平添加到人类白血病细胞HL60的细胞培养基中，检测发现HL60细胞出现了细胞膜裂解、核酸降解等细胞凋亡的现象；通过核磁共振和质谱分析的方法发现该脂溶性物质为麦角甾醇的过氧化物。上述研究表明麦角甾醇不仅是非常重要的传统医药中间体，而且是开发新型抗癌药物的重要原料。
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发表于 2018-11-21 09:14:23
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