1. 研究目的与意义
人参皂苷各单体成分普遍具有调节免疫系统、降低血清中胆固醇的含量、防治心血管疾病、消炎、解毒等生理功效。依据苷元的不同, 可将达玛烷型四环三萜皂苷分为原人参二醇系皂苷如人参皂苷Rb1 ( GRb1 ) 、GRd、GRh2 等及原人参三醇系皂苷如人参皂苷Re ( GRe) 、GRg 1、GRg2等, 其中人参皂苷Rb1 ( GRb1) 、GRd、GRe 等含量较高, 而人参皂苷Rg 2、GRg3、GRh1、GRh2 等含量极少, 为稀有人参皂苷。最新药理学研究表明, 有些稀有人参皂苷对于细胞凋亡的保护、逆转白血病细胞耐药、通过调节蛋白激酶C 的活性及糖皮质激素样受体作用抑制肿瘤细胞的增殖等都具有很好的疗效。因此, 获得大量、高纯度的稀有人参皂苷具有重要的科研意义和社会价值。 人参皂苷Rg2具有抗过敏、抗炎症及抑制神经毒性等功能，具有很好的药用价值，但因其含量低，提取困难，成本太高。而Rg2与Re相比，仅在R3位上多了一个葡萄糖。通过酶解可以从Re大规模制备Rg2。 β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase，EC 3.2.1.21）是一种能催化水解芳基或烃基与糖基原子团之间的糖苷键的酶，存在于极端嗜热微生物中β-葡萄糖苷酶有可能主要用于对降低芳香族类毒性物质在菌体内的积累，对芳香族糖基化合物的糖苷键具有高效催化能力，同时极端嗜热菌来源的蛋白具有较好的热稳定性，有望实现高浓度条件下酶法转化人参皂苷的技术难题。所以本课题拟通过基因工程手段获得重组菌，高水平诱导表达β-葡萄糖苷酶，对酶催化人参皂苷Re生成Rg2的条件进行优化，本课题的研究可以为Rg2的酶法转化制备提供理论依据。
2. 国内外研究现状分析
如何获得人参单体皂苷，特别是如何提高稀有人参皂苷含量，国内外学者做了不少研究，如采用化学法、组织培养法、酶法、微生物发酵法等获取人参皂苷。早在 1989 年郑光植和王世林就对三七愈伤组织培养和细胞悬浮培养进行过一系列研究，通过调整培养基，使三七愈伤组织的生长速率达原初培养愈伤组织的 4 倍。愈伤组织中总皂苷含量高达 13%，为原植物的 3 倍。目前，国内外报道的关于微生物转化人参皂苷的文献，主要是针对人参中稀有皂苷的转化，也有针对三七中人参皂苷微生物转化的报道，但多数都停留在试验阶段，没有真正用于大量生产。因此，找出一种能有效提高稀有人参皂苷含量的微生物转化方法，并应用于工业化生产，对医药产业的发展具有重大意义。
3. 研究的基本内容与计划
2015.3 阅读指定文献，对实验方法及内容进行了解并撰写文献综述。 2015.4 对Thermotoga thermarum β-葡萄糖苷酶的重组表达条件进行优化 2015.5 制备重组酶进行人参皂苷Re转化生成Rg2的研究，优化转化条件，确定转化工艺，整理数据，撰写论文。 3．实验、数据及结果分析的要求 1. 认真阅读参考文献，了解本课题及相关领域国内外的最新研究进展，学会利用所学知识设计一般实验方案，并在老师的指导下确定最佳的实验方案。 2. 应按任务书要求，独立完成相应的实验内容，并认真作好原始实验数据记录。 3. 实验应认真负责，不弄虚作假。 4. 毕业论文应书写规范，实验结果应真实可信。 5. 将定期总结、汇报实验进展。 .实验方案及计划 (1) 对Thermotoga thermarum β-葡萄糖苷酶的重组表达条件进行优化； (2) 制备重组酶进行人参皂苷Re转化生成Rg2的研究； (3) 优化转化条件，确定转化工艺。
4. 研究创新点
本实验运用嗜热微生物转化方法来实现人参皂苷的转化。
首先生物转化方法的利用有效的避免了化学合成上结构的复杂分析以及条件控制；其次存在于极端嗜热微生物中β-葡萄糖苷酶有可能主要用于对降低芳香族类毒性物质在菌体内的积累，对芳香族糖基化合物的糖苷键具有高效催化能力，同时极端嗜热菌来源的蛋白具有较好的热稳定性，有望实现高浓度条件下酶法转化人参皂苷的技术难题。
