生物技术对中药现代化的影响fyoe.docx

生物技术术对中药药现代化化的影响响摘 要要：生物技技术已经经深入中中药研究究和开发发的各个个领域，在在高质量量中药天天然药物物原料的的研究生生产及中中药材资资源可持持续利用用中发挥挥着极大大的作用用。中药药材引进进和导入入当今高高科技的的生物工工程技术术势必引引起中药药材研究究和发展展的一场场变革。它将促促使整个个中药传传统研究究开发利利用上发发生一个个新的突突破，产产生一个个新的飞飞跃。关键词：生物技技术；中中药现代代化；影影响；综综述Absttracct：Biootecchnoologgy hhas an in-deppth stuudy of traadittionnal Chiinesse mmediicinne aand devveloopmeent of alll fiieldds oof mmediicinne iin hhighh-quualiity raww maaterrialls, natturaal mmediicinne rreseearcch aand prooducctioon oof hherbbal meddiciiness suustaainaablee usse oof rresoourcces plaays a ggreaat rrolee. CChinnesee heerbaal mmediicinnes impportted intto ttodaay'ss hiigh-tecch aand bioo-ennginneerringg teechnnoloogy is bouund to risse tto CChinnesee heerbaal mmediicinne rreseearcch aand devveloopmeent of a rrevooluttionn. IIt wwilll prromoote thee whholee off trradiitioonall Chhineese meddiciine ressearrch andd deevellopmmentt toook plaace on thee usse oof aa neew bbreaakthhrouugh in a nnew leaap fforwwardd.Key worrds：biottechhnollogyy; mmodeerniizattionn off tradditiionaal cchinnesee mediicinne; infflueencee; summmaryy目录1生物技技术在中中药材资资源保存存和生产产中的应应用111.1生生物技术术在中药药材资源可持持续利用用中的应应用11.2生生物技术术在中药药天然原原料研究究及生产产中的应应用112细胞工工程技术术为中药药资源开开发提供供了有效效途径333发酵工工程技术术已见成成效34我国生生物化工工的发展展现状及及建议45生物技技术为中中药新药药的研究与与开发提提供了新新的工具具和途径径4 5.1生物芯芯片为中中药新药药分子水水平的机机理研究究提供依依据45.2生生物转化化为以天天然活性性成分为为先导化化合物发发现新药药提供了了新的思路路与方法445.3生生物技术术为天然然微量活活性成分分的生产产提供新新的技术术平台45.4酶酶工程是是中药活活性成分分生产追追求的最最佳技术术手段之之一56 小结结与讨论论77 参考考文献7生物技术术对中药药现代化化的影响摘要：生生物技术术已经深深入中药药研究和和开发的的各个领领域，在在高质量量中药天天然药物物原料的的研究生生产及中中药材资资源可持持续利用用中发挥挥着极大大的作用用。中药材材引进和和导入当当今高科科技的生生物技术术势必引引起中药药材研究究和发展展的一场场变革。它将促促使整个个中药传传统研究究开发利利用上发发生一个个新的突突破，产产生一个个新的飞飞跃。关键词：生物技技术；中中药现代代化；影影响；综综述中医药学学是我国国在自然然科学领领域最有有特色的的学科之之一，中中药现代代化就是是将传统统中医药药的优势势和特色色与现代代科学技技术相结结合，把把中药推推向国际际化。生生物技术术作为一一种综合合了生命命科学与与多种现现代科学学理论与与研究手手段的高高技术，在在21世世纪将对对生命科科学的各各个领域域产生十十分深远远的影响响。1 生物物技术在在中药材材资源可可持续利利用及高高质量中中药材中中的应用用生产具有有国际竞竞争力的的现代中中药，其其前提是是有高质质量的中中药原料料。而实实现一些些珍贵中中药资源源的可持持续利用用也具有有重要的的意义。1.1 生物技术术在中药材材资源可可持续利利用中的的应用我国中药药资源达达1.22万余种种，品种之之多为世世界上罕罕见。随着自自然的变变革、社社会的发发展，天天地间自自生自灭灭的中药药材物种种有的已已经灭绝绝，有的的面临濒濒危，针针对中药药材发展展受阻的的现状，若若能充分分利用当当今一切切高科技技手段，致致力于中中药材发发展的研研究，特特别是引引进利用用生物工工程技术术是一条条有效的的途径。生生物工程程技术不不仅可以以研究一一些濒危紧紧缺中药药资源的的活性成成分、生生长规律律和生产产特征以以及对其其保存的的方法，通过这这些研究究来保护护濒危紧紧缺的中中药资源源。也可可利用生生物技术术进行离离体培养养繁殖，这这不仅可可以保护护濒危药药物，且且对有效效成分明明确的各各种中药药均可以以进行有有效成分分的生物物工程生生产，以以解决濒濒危物种种导致短短缺中药药原料的的资源压压力，使使之进入入可以持持续利用用的发展展阶段。 1.2生物技术在高质量中药生产中的应用利用现代代生物技技术，首首先能解解决的是是中药天天然资源源不足及及栽培周周期长、效效益差的的缺点。据据统计，民民间应用用的草药药几乎百百分之百百是野生生。目前前全世界界的植被被正以惊惊人的速速度在改改变或遭遭到破坏坏，已有有50000660000种植物物受到威威胁，而而我国现现有50000个个品种处处于濒危危状态，一一些物种种已经绝绝迹。药药用资源源的保护护和可持持续利用用问题已已到了迫迫在眉睫睫的程度度。那么么加速培培养中药药现代化化高科技技人才，采采用现代代生物技技术来快快繁濒危危药物资资源也已已成为当当务之急急。其方方法措施施有：一一是植物物非试管管快繁技技术。据据报道，宁宁夏某生生物工程程所已对对1600余种经经济作物物取得快快繁成功功，克服服了试管管快繁和和常规育育苗技术术的缺点点。二是是生物个个体扩增增和大规规模培养养(细胞胞及组织织培养)。可利利用组织织培养植植株，又又可利用用细胞大大规模培培养生产产药用植植物次生生代谢物物或生物物转化物物。目前前均成功功地进行行了人参参、三七七、西洋洋参、当当归、青青篙、紫紫背天葵葵等植物物细胞的的培养研研究工作作。该方方法的优优点是显显而易见见的：省省种、省省时、不不受外界界环境影影响、无无病虫害害、可得得到产率率高、产产量质量量可靠可可控的优优质中药药原料。例例如洋地地黄强心心苷是一一类重要要的强心心药物，大大多是从从紫花洋洋地黄和和毛花洋洋地黄两两种植物物中提取取得到。但但所获得得的这些些多种甾甾心强心心，绝大大部分为为C112位上上没经基基的A苷苷，属无无效且有有毒性，只只有C12位位羟基化化的C苷苷才有药药用价值值。故若若将A苷苷C112位上上选择性性地经基基化则可可充分利利用植物物资源生生产这种种药物，但但化学方方法难以以实现这这一过程程，因而而利用组组织等生生物技术术从培养养细胞中中选择能能进行CC122位上经经基化的的细胞系系进行生生物转化化就成为为唯一的的途径。我我国工程程院院士士、上海海医科大大学的胡胡之壁教教授在德德国Tuubinngenn大学成成功地进进行了毛毛地黄培培养细胞胞的生物物转化即筛筛选出细细胞系GGPR22能将洋洋地黄毒毒苦全部部转化成成具高度度活性有有效成分分的洋地地黄苷。又又如丹参参药材对对心血管管疾病有有较好的的疗效，但但其原植植物中丹丹参酮的的含量较较低。现现我国利利用生物物工程手手段建立立丹参酮酮的细胞胞培养系系统，发发现丹参参培养物物具有丹丹参酮和和隐丹参参酮的合合成能力力，来源源于组培培根的愈愈伤组织织的隐丹丹参酮的的含量为为原植物物的68倍。这这充分展展示了生生物工程程生产特特效药物物的光辉辉前景。其次是转基因工程的应用。转基因药会产生巨大的社会和经济效益，同时它也是中药生产的一场革命。利用DNA重组定向改造生物，一是有关代谢途径的基因工程研究；二是利用有关转基因植物反应器构建的研究，利用转基因生物作为反应器生产外源基因编码的产物。目前已经生产出了含乙肝疫苗的“药用土豆”、“香蕉疫苗”以及能分泌含某种药用蛋白乳的山羊等，使得原来原料来源困难、生产技术复杂、治疗成本昂贵的有效药物的生产变得简单、使用方便、价格低廉、能普遍推广使用的程度。第三是分子水平上的中药质量控制。由于中药成分复杂，来源不一，中药制剂药味多，工艺各异。，造成质量难以控制。这是制约中药走出国门的关键原因。自八十年代后发展起来的分子分类学，将生物性状从表征扩展到生物信息大分子，利用DNA、RAN、蛋白质三级信息物质，反映遗传密码传递顺序。这是物种特征的根本所在，也是中药最有价值的分类鉴定指标。另一方面利用DNA分子标记技术对中药进行质量分析和品质评价具有传统中药检测方法无法比拟的优点。目前该技术主要有两种：分子杂交和PCR扩增技术。据报道，广东某大学利用该技术已建立了冬虫夏草DNA鉴别方法，可以说准确无误。有专家预测不久将来DNA标记技术将会成为继光谱色谱后在质量标准研究领域内又一重要的常规技术方法。2 细胞胞工程技技术为中中药资源源开发提提供了有有效途径径    作为中中药和天天然药物物发挥药药效活性性的物质质基础，天天然活性性成分往往往含量量很低，而而天然野野生资源源随着药药物的开开发利用用储存量量不断下下降，其其原料来来源能否否满足批批量化生生产的需需求，是是所有天天然创新新药物开开发所面面临的重重大难题题，也是是高水平平中药能能否广泛泛应用并并走向世世界的瓶瓶颈。因因此，针针对特定定有效成成分或组组分生产产的中药药人工资资源开发发生产技技术引起起了研究究者的极极大关注注。为合合理利用用其资源源，可利利用生物物技术的的方法和和手段进进行一些些珍稀濒濒危品种种的快速速繁殖，研研究其在在自然或或人工控控制条件件下个体体更新的的速率及及规律等等，如石石斛试管管苗的快快速繁殖殖。    发酵工工程利用用生物细细胞在人人工条件件下的快快速增殖殖与次生生代谢产产物的产产生，为为人工资资源的生生产提供供了技术术平台。目目前，以以冬虫夏夏草菌发发酵生产产的菌丝丝体及产产物已形形成产业业化规模模，并有有相应的的下游产产品畅销销。    以微生生物、植植物、动动物细胞胞为反应应器，进进行天然然活性物物质的生生产和加加工，也也已引起起研究者者的极大大兴趣，以以此推动动的天然然产物的的生物转转化和生生物合成成研究与与开发，在在国内中中药研究究和开发发中的作作用正为为更多的的研究和和生产部部门所重重视。许许建峰等等利用高高山红景景天培养养细胞生生物转化化外源酪酪醇生产产红景天天苷。紫紫杉醇作作为一种种作用机机理独特特的天然然抗癌药药物，自自发现以以来受到到了人们们的广泛泛重视，但但其在植植物红豆豆杉中的的含量极极低，而而红豆杉杉生长缓缓慢，资资源匮乏乏，因此此严重限限制了紫紫杉醇的的进一步步开发应应用。为为此，近近年来各各国科学学家在寻寻找及扩扩大紫杉杉醇的药药源途径径上进行行了大量量的工作作。甘烦烦远等对对紫杉醇醇的研究究进行了了综述，通通过两篇篇综述所所反映出出的研究究内容可可以看出出为解决决紫杉醇醇的资源源问题。全全世界的的科学家家分别从从筛选高高产红豆豆杉栽培培品种、微微生物生生物合成成、化学学合成、生生物合成成途径探探索、生生物合成成关键酶酶的发现现及其基基因表达达等多途途径进行行资源研研究，而而这些研研究中生生物合成成与生物物转化技技术起着着极为重重要的作作用。3 发酵酵工程技技术已见见成效  据估估计，全全球发酵酵产品市市场有11201300亿美元元，其中中抗生素素占466，氨氨基酸占占16.3，有有机酸占占132，酶酶占100，其其它占11455。发发酵产品品市场增增大与发发酵技术术的进步步分不开开。现代代生物技技术的进进展推动动了发酵酵工业的的发展，发发酵工业业的收率率和纯度度都比过过去有了了极大的的提高。目目前世界界最大的的串联发发酵装置置已达775 mm许多多公司对对发酵工工艺进行行了调整整，从而而降低了了生产成成本。如如ADMM（Arrcheer DDaniie1ss Miid1aand）和和Carrgilll公司司在200世纪990年代代初对其其发酵装装置进行行改造，将将以碳水水化合物物为原料料的生产产工艺改改为以玉玉米粉为为原料，从从而降低低了生产产成本，AADM公公司生产产的赖氨氨酸成本本比原先先降低了了一半。 4 我国国生物化化工的发发展现状状及建议议4.1发发展现状状   我我国生物物化工行行业经过过长期发发展，已已有一定定基础。特特别是改改革开放放以后，生生物化工工的发展展进入了了一个崭崭新的阶阶段。目目前生物物化工产产品也涉涉及医药药、保健健、农药药、食品品与饲料料、有机机酸等各各个方面面。4.2建建议4.2.1是扩扩大经济济规模，提提高竞争争力要鼓鼓励建设设大型的的生物化化工企业业集团公公司，使使之集科科研、开开发、生生产、销销售干一一体。尤尤其要培培育一批批科技创创新型企企业。同同时，也也要鼓励励在某些些方面有有一定特特色的小小型技术术创新型型生化公公司的发发展，并并淘汰一一批生产产规模小小、生产产技术落落后、没没有市场场竞争力力的企业业，从整整体上优优化我国国生物化化工的产产业结构构。4.2.2是调整整产品结结构要发发展高档档产品，如如高档医医药生化化产品、功功能性食食品及添添加剂（主主要有低低热值、低低胆固醇醇、低脂脂肪、提提高免疫疫功能、抗抗炎、抗抗癌等产产品）、生生化催化化剂等。另另外，也也应发展展众多精精细化工工产品及及用化学学法无法法生产或或很难生生产的产产品，如如微生物物多糖、生生物色素素、工业业酶制剂剂、甜味味剂、表表面活性性剂、高高分子材材料等。4.2.3是节节约有限限资源，强强化环境境保护在在生化生生产组学学（geenommicss）。近近年来又又在信息息学（iinfoormaaticcs）的的基础上上建立了了生物信信息学（bbioiinfoormaaticcs）。信信息学的的内容包包括信息息科学十十生物技技术十生生物工程程十生物物动力学学等的综综合信息息系统。可可以预见见，基因因组学和和生物信信息学在在生物化化工中应应用的商商业前景景极为可可观。4.2.4是提提高生产产技术水水平，特特别是下下游技术术水平因因为我国国生物技技术上游游技术水水平与国国外相差差仅35年，而而下游技技术水平平则比国国外相差差15年年以上，改改造传统统发酵产产品生产产技术，不不断提高高发酵法法产品的的生产技技术水平平，开发发生物反反应器，提提高我国国生物化化工产品品分离和和提纯技技术，大大规模开开发生物物化工装装备等应应首先提提上议事事日程。另另外，还还应积极极采用微微生物法法代替化化学法，开开发基础础化工新新产品的的工业化化生产技技术。4.2.5是加加强产学学研结合合，注重重上下游游结合国国内生物物化工技技术力量量分散，为为了做到到优势互互补，应应加强产产学研结结合。另另外在生生物化工工生产过过程中遇遇到的很很多问题题，都是是由于上上、下游游结合不不够紧密密而影响响技术经经济指标标。因此此，在人人力和财财力的投投入上，应应考虑上上下游结结合，以以加快生生物化工工产业的的发展。4.2.6是加加强知识识产权保保护长期期以来，我我国对生生化领域域的知识识产权保保护不够够，挫伤伤了科研研开发人人员的积积极性，造造成大量量人才外外流。加加强知识识产权保保护，不不仅能够够激励国国内科研研开发人人员，而而且能够够吸收一一大批在在国外发发展的科科研人员员回国发发展，从从而加快快我国生生物化工工产业的的发展。5 生物物技术为为中药新新药的研究和开发提提供了新新的工具具和途径径    中药新新药的研研发是中中药现代代化和国国际化的的关键，要要研制符符合国际际标准规规范的现现代中药药，应用用现代先先进的科科学技术术势在必必行。5.1  生物芯芯片为中中药新药药分子水水平的机机理研究究提供依依据生物芯片片是指能能对生物物分子进进行快速速并行处处理和分分析的固固体薄型型器件，生生物芯片片可以应应用于中中药成分分的真伪伪鉴定、有有效成分分筛选及及药理药药效研究究。 其中中中药鉴鉴定基因因芯片，可可以对中中药材的的产地、质质量进行行鉴定；可以搞搞清楚中中药作用用的分子子机理，筛筛选出中中药有效效成分。5.2  生物转转化为以以天然活活性成分分为先导导化合物物发现新新药提供供了新的的思路与与方法生物转化化技术可可以弥补补化学合合成的不不足，119977年Khhmellnittskyy利用盐盐活化生生物催化化剂脂酶酶，成功功地在有有机相中中进行了了紫杉醇醇系列衍衍生物的的生物合合成。由由此可见见，生物物转化技技术在以以天然活活性成分分为基础础的创新新药物研研究与开开发中具具有重要要的意义义。5.3生生物技术术为天然然微量活活性成分分的生产产提供了了新的技技术平台台中药中微微量高效效成分的的研制开开发一直直是困扰扰医药产产业界的的核心问问题，利利用定向向生物转转化技术术可将天天然药物物中的高高含量成成分转化化成微量量高活性性成分，因因此大大大提高微微量成分分的含量量，使其其达到产产业化的的要求。如如研究发发现多种种微生物物能定向向地将含含量较高高的喜树树碱转化化为喜树树碱。丁丁家宜等等利用人人参毛状状根成功功地实现现了对羟羟基苯醌醌生物合合成天然然熊果苷苷。5.4  酶工程程是中药药活性成成分生产产追求的的最佳技技术手段段之一就疗效确确切的单单一天然然活性成成分而言言，能够够通过工工业化生生产获得得天然结结构复杂杂的单一一产物是是人们追追求的目目标，但但天然化化合物结结构复杂杂，常有有多个不不对称碳碳原子，合合成难度度较大或或合成条条件苛刻刻；而酶酶工程为为这类成成分的获获得提供供了新的的途径。如如金东史史等利用用酶转化化方法将将人参中中的主要要皂苷成成分转化化成含量量只有十十万分之之几的人人参皂苷苷Rh22，并达达到了月月产300kg的的生产规规模。6小结与与讨论生命科学学和生物物技术的的发展正正在展现现出未可可限量的的前景，将将对科技技发展、社社会进步步和经济济增长产产生极其其重要而而深远的的影响，并并将在农农业、医医药与健健康、能能源、环环境保护护等领域域有广泛泛的应用用，同时时也为我我国提供供了一次次实现科科技创新新和社会会生产力力跨越发发展的重重大战略略机遇。我我们应采采取更加加积极有有效的措措施，大大力支持持生命科科学和生生物技术术及其产产业快速速、健康康地发展展。 在在推动生生命科学学和生物物技术及及其产业业发展中中，我们们将把保保障生物物安全作作为重要要前提，切切实引导导和促进进生命科科学研究究、生物物技术及及其产业业的快速速健康发发展，为为全面建建设小康康社会、加加速推进进我国实实现现代代化的进进程贡献献力量。参考文献献：1郭郭兰萍，黄黄璐琦，王王敏等.南北苍苍术的RRAPDD分析及及其划分分的初步步探讨J.中国中中药杂志志，20001.2李李萍，蔡蔡朝辉，邢邢俊波.基因间间区序列列第变异异用于对对金银花花药材道道地性研研究初探探J.中中草药，220011.3许许建峰，苏苏志国，冯冯朴荪.利用高高山红景景天培养养细胞生生物转化化外源酪酪醇生产产红景天天苷的研研究JJ.植植物学报报，19998.4金金东史，崔崔允植，鱼鱼红闪，等等.酶法法制备人人参皂甙甙h22的研究究J.大连连轻工业业学院学学报，220011.5王王钊; 现代生生物技术术在中药药研究中中的应用用 JJ;北北京中医医药大学学学报; 20002年年04期期6张张清,戚戚秀萍; 生物物技术在在中医药药研究与与开发中中的应用用 JJ;现现代中药药研究与与实践; 20002年年06期期7姜姜海英; 生物物技术在在中药研研究中的的优势与与开发前前景JJ; 中医药药学刊; 20003年年01期期8秦秦贞奎; 现代代生物技技术的发发展与影影响 J;中国动动物保健健; 220000年011期; 5-66有为中中国水生生蔬菜