概述
麦角硫因是自然界中一种稀有的天然手性氨基酸类强抗氧化剂，尽管只在部分蕈菌，链霉菌，分枝杆菌等微生物中合成，但可被植物和动物吸收与积累，广泛分布于哺乳动物的细胞和组织中。在机体内，麦角硫因具有重要的生理活性，国外研究表明其具有较强的抗氧化作用，抗氧化能力高于维生素E，维生素C，半胱氨酸、谷胱甘肽等，这使得它被广泛应用于食品、化妆品以及医药等行业中[1-2]。
合成方法[3]
麦角硫因是1909年在麦角菌中发现的一种含硫醇的特殊氨基酸，随后，在粗糙脉孢菌、蓝细菌、蘑菇等均有发现。人类和其他无脊椎动物不能直接合成它，但它又具有多种优秀的生理活性。因此，实现该物质的高效合成具有重要意义。
首先，我们需要弄清楚麦角硫因在好氧生物体内合成的过程，相关过程依赖细菌中5个关键酶的基因簇，这5个酶分别是γ‑谷氨酰半胱氨酸合成酶(EgtA)、单核非血红素铁酶(EgtB)、酰胺转移酶(EgtC)、S‑腺苷蛋氨酸依赖型组氨酸甲基转移酶(EgtD)、磷酸吡哆醛(PLP)结合型C‑S裂解酶(EgtE)。目前工业上合成麦角硫因的方法主要有化学法、微生物发酵法、酶促制备。化学法的原料较昂贵，且合成困难，导致产量不足。越来越多的研究人员将目光放在微生物发酵法上，例如通过将EgtABCDE克隆至大肠杆菌中，并对其进行所需底物的通路进行代谢改造的情况下得到的工程菌，最终发酵108h产量达到1.1g/L。为了使合成更加高效，柳颖等人提供了一种生物酶催化制备麦角硫因的方法，包括如下步骤：
先将组氨酸甜菜碱，L-半胱氨酸在亚铁离子和还原剂作用下，加入Egt1酶反应制得中间体CHER；中间体CHER在辅酶和还原剂作用下，加入Egt2酶应制得麦角硫因。该方法选择路径相对简单的真核生物合成途径，筛选出转化率高的Egt1酶和Egt2酶，在适宜的特定温度，pH条件下实现了体外酶催化制备麦角硫因，其可以在较短时间内完成转化，并且可以达到较高的底物浓度及转化率，工艺操作简单，适合麦角硫因的规模化生产。
分析方法
文献报道了一种适用于麦角硫因的HPLC分析方法，包括如下步骤：(1)设定液相色谱条件，波长设定为254nm；(2)配制分析用流动相，其中流动相A为超纯水，流动相B为乙腈；(3)设定分析程序为等度洗脱，洗脱浓度设置流动相A为65~75%，流动相B为25~35%，流速1.2mL/min；(4)配制一个或多个待测麦角硫因样品的溶液，麦角硫因样品可以是单一种麦角硫因或包含麦角硫因的混合物。该HPLC分析方法可以连续地分析多个麦角硫因样品以及可以连续地对多个未知浓度的麦角硫因样品进行浓度测定，获得较高的理论塔板数[4]。
有关研究
麦角硫因是一种天然的氨基酸类似物，在生物组织和体液中通常以毫摩尔级的浓度存在。为进一步研究麦角硫因的生物学功能及作用，研究人员对麦角硫因对铜所致的DNA和蛋白质氧化损伤的影响及其可能扮演的角色进行了深入探讨。在研究中采用了两种含铜的反应体系：Cu(II)/抗坏血酸体系以及Cu(II)/H2O2体系。DNA和牛血清蛋白的氧化损伤分别通过DNA链断裂和蛋白质羰基化这两项指标来检测。研究结果表明，在两种含铜的反应体系中，麦角硫因都能显著保护DNA和蛋白质免于氧化损伤，并且这种保护作用具有剂量依赖效应。与此相对照，经典的羟基自由基清除剂(如DMSO和甘露醇)尽管浓度高达100mmol/L，也只能提供很微弱的保护作用。此外，研究中通过紫外-可见以及低温电子自旋共振等分析手段发现，麦角硫因能明显抑制铜催化的抗坏血酸的氧化过程，并且还能与组氨酸以及1,10-邻菲罗啉有效地竞争络合一价而非二价铜离子。从上述研究结果可以得知，麦角硫因是一种天然的含硫抗氧化剂，可以通过形成不具有氧化还原活性的麦角硫因-铜的络合物形式，从而达到有效抑制金属铜离子所致的对生物大分子的氧化损伤[5]。
参考文献
[1]林陈水,付水星,黎小军,等.一种稀有的天然氨基酸-麦角硫因[J].氨基酸和生物资源, 2006, 28(1):5.DOI:10.3969/j.issn.1006-8376.2006.01.019.
[2]刘琦,张维亚,姜文侠.麦角硫因的合成与降解代谢[J].天然产物研究与开发, 2015, 27(6):7.DOI:CNKI:SUN:TRCW.0.2015-06-032.
[3]柳颖,张磊,赵华.一种制备麦角硫因的方法:CN202310012342.4[P].
[4]张志乾,王海梅,王嘉鹏,等.一种适用于麦角硫因的HPLC分析方法:CN202211720859.0[P].
[5]朱本占,毛莉,范瑞梅,等.天然抗氧化剂麦角硫因保护铜所致DNA和蛋白质氧化损伤的作用机理[J].科学通报, 2011, 56(27):6.DOI:10.1360/972011-785.