564-36-3 / 麥角堿的藥理功能

概述^[1]

麥角菌屬于真菌門，寄生在黑麥、小麥、燕麥、鵝冠草等禾本科植物的子房內。雀稗麥角菌產生的麥角生物堿可引起人體肌肉痙攣收縮，常用于婦科藥物，也可用于治療高血壓和周圍組織血管的疾?。唤涗寤柠溄请[亭既能抑制催乳激素的分泌，又能治療帕金森等神經系統疾病。目前工業上主要通過麥角菌發酵方法生產麥角堿，然而麥角堿的分離純化工藝流程復雜、回收率低，生產成本高。因此研究麥角生物堿的分離純化方法，優化分離提取條件具有實際應用價值。有資料顯示采用醇提取，大孔樹脂吸附純化法提取純化生物堿，其重現性好，產率高；但用此方法提取的麥角堿中混有其它生物堿成分，純度不高。

藥理功能^[2-3]

麥角菌雖為植物病原菌，但能產生許多具有藥用價值的麥角堿。麥角堿是婦產科常用的重要藥物，其應用歷史悠久。幾個世紀前，麥角浸出物就被用于婦科產后出血的治療。迄今為止，在人們發現的所有天然麥角堿中僅有麥角酰胺、麥角新堿直接用于臨床，而其他的有臨床價值的麥角堿都是經過化學改造的麥角堿衍生物。

麥角堿藥理功能主要有以下幾個方面：興奮子宮肌的作用：其作用與垂體后葉制劑相似，是直接作用于子宮肌。在麥角多種有效成分中，以麥角新堿(ergometrine)對子宮作用最強，麥角胺(ergotamine)次之。對心血管的作用：主要是通過對平滑肌的直接收縮作用，使擴張的顱外動脈收縮，或與激活脈管壁的5-羥色胺能受體有關，使腦動脈血管的過度擴張與搏動恢復正常。因此，麥角胺(ergotamine)臨床上用來治療偏頭疼、腦血管功能不全等疾病。對神經系統的作用：溴麥角隱亭(bromo-ergocryptine)還可激動多巴胺受體，延長受體興奮時間，成為帕金森氏癥的治療藥物。抑制催乳素分泌：麥角堿如溴麥角隱亭(bromo-ergocryptine)和麥角克堿(ergocristine)作用于下丘腦，引起抑制催乳激素的荷爾蒙(PIH)分泌，因而阻止腦垂體分泌催乳激素抑制泌乳，可用于預防分娩后和早產后的泌乳，以及治療催乳激素相關的功能紊亂，如催乳激素依賴型乳腺癌、月經不調等。

制備^[1]

1. 通過黑麥進行大田栽培很多真菌都產棒麥角素類，結構復雜的麥角酰胺類和麥角肽類只由少數麥角科的真菌產生。其中，最重要的代表麥角菌Clavicepspurpurea能感染400多種草類，典型的宿主有黑麥、小麥和大麥。傳統的麥角堿生產采用噴霧法，將麥角菌分生孢子侵染黑麥的卵巢并形成菌核，在菌核中合成麥角堿。大田栽培每公頃能收獲1～2噸麥角菌核，麥角堿的產量達10～20kg。2010年全球麥角堿的產量達2×10⁴kg，其中大田種植所產占50%。

2. 生物發酵

1）表面靜置培養靜置培養常用于原種培養和起始培養。在液體培養基表面靜置培養真菌可產麥角堿，然而大面積的無菌狀態，讓靜置培養在工業生產中受到限制。Vlcek等將接種好的液體培養基裝在無菌的塑料袋中靜置培養，該法已被用于工業生產麥角柯寧堿(ergocornine)、α－麥角環肽(α－ergocryptine)和β－麥角環肽(β－ergocryptine)，也用于大田栽培中感染黑麥的無性孢子培養。

2）固態培養基發酵：文獻提出了利用固態培養基發酵(SSF)生產酶和次級代謝產物。用C．fusiformis進行固態發酵，麥角堿的產量是深層發酵的4.9倍。固態發酵不需添加消泡劑，也沒有機械攪拌引起的剪切力，通氣量好，因而麥角堿產量高。此外，SSF相比深層發酵，耗能更小，發酵罐也更小，而且產物更穩定，下游處理過程也更容易。SSF將是麥角堿大規模工業生產的選擇。

3. 生物合成

1）共有生物合成途徑：用同位素標記前體物質進行補料實驗，確定了麥角堿生物合成的基本步驟。不同麥角堿產生菌的共有生物合成途徑相同。麥角堿的生物合成途徑復雜，各步驟均受相應酶的調控，但有關酶學方面的知識仍然有限。麥角堿的生物合成起始于L－色氨酸吲哚環C4位的異戊烯化，在二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)的條件下，由dmaW基因編碼的4－二甲烯丙基色氨酸合酶(DMATS)催化下生成二甲基烯丙基色氨酸(DMAT)，經過甲基化和脫羧環合形成裸麥角堿。在Aspergillasfumigatus和Clavicipitaceous中，麥角堿生物合成的基因均以基因簇形式存在。這些基因包括：easA、easC、easD、easE、easF、easG，他們都作用于麥角堿生物合成中的前期步驟。由于不同麥角堿產生菌基因簇的差異性，導致不同生物合成支路，因而得到了不同的麥角堿。

主要參考資料

[1] 麥角堿的提取與分離純化

[2] 麥角生物堿的研究進展

[3] 麥角堿的生產及生物合成的研究進展