早在20年前，当雌马酚首次从大豆食用者的尿液中被分离出来时,美国著名营养学家Setchell 就曾预言，雌马酚可能在人类雌激素相关疾病的预防和治疗中发挥重要作用。雌马酚除具有雌激素样作用外，还表现了极强的抗氧化活性，能有效降低H2O2引起的DNA链断裂，雌马酚的抗氧化活性比其亲本化合物黄豆甙原100倍。在疾病防治方面，雌马酚具有抗肿瘤、缓解更年期综合症、预防骨质疏松、降低心血管发病率以及有效治疗男性脱发等功效。雌马酚的抗癌作用研究目前多侧重于前列腺癌和乳腺癌等与性激素相关的癌症，其中雌马酚对前列腺癌的抑制作用已得到流行病学和体外证实。属非类固醇雌激素的雌马酚不属天然产物，自然界中存在的雌马酚只能通过微生物代谢或化学方法进行合成。尽管许多动物如小鼠、大鼠、猴子、羊等都能在体内产生高浓度雌马酚，但并非所有摄取大豆异黄酮的人群都能在体内产生雌马酚，人群中只有1/3 1/2的个体能将摄入体内的黄豆甙原转化为雌马酚，大部分人群体内的雌马酚只能通过体外来供给。 通过多年努力，国际上首次从小鼠肠道微生物菌群中分离到了3株能直接将黄豆甙原转化为雌马酚的稀有革兰氏阴性不动杆菌株，即Acinetobacter sp. AUH-JLM210 (EU919866), Acinetobacter sp. AUH-JLM455 (EU919867) 和 Acinetobacter sp. AUH-JLM281 (EU919868)。通过高效液相保留时间、最大紫外吸收图谱(UV) 、质谱(ESI-MS)、核磁共振氢谱（1H NMR）和碳谱（13C NMR）等化学手段，对上述菌株代谢产物进行了结构鉴定，确定其结构为雌马酚；通过手性高压液相色谱仪检测，发现经上述菌株转化合成的雌马酚仅出现单一物质峰，该峰保留时间与S-雌马酚一致，其旋光度也与报道的S-雌马酚一致，因而，经上述菌株转化黄豆甙原生成的雌马酚为100% S-雌马酚。由菌株AUH-JLM455完成的雌马酚的生物合成已经申报国家发明专利（专利申请号 200810147314.9）；分离的具有高效还原作用的人体肠道微生物菌株Coriobacterium sp. AUH-Julong21（EU919864）和具有开环作用的褐马鸡肠道菌株Enterococcus sp.AUH-HM195（EU919863）均为国际首次报道。 以化学合成的四氢黄豆甙原（THD）为底物，以人体肠道分离菌株Eubacterium ramulus Julong601为生物酶源，国际上首次合成了3,4-不饱和雌马酚（DEEQ-3）,这也是对Joannou等有关黄豆甙原在人体内的代谢途径假说中的设想的化合物的首次物质证明。提出了DEEQ-3是雌马酚生物合成的直接前体的论点，并提出了更合理的雌马酚生物合成途径假说。雌马酚生物合成直接前体的确定不仅有效解决了多年来国际上有关黄豆甙原在人体内代谢途径的分歧，更重要的是明确了微生物菌群中对大豆异黄酮具有代谢作用的菌株是如何分泌相关酶类而达到转化的目的，这对今后从已知菌株中克隆参与雌马酚生物合成的酶类以及对雌马酚生物合成进行合理调控都将具有极其重要的理论价值。对今后从以分离的功能微生物菌株中克隆参与雌马酚生物合成的相关酶类具有极其重要的理论指导意义。 尽管雌马酚的前体化合物黄豆甙原广泛存在于大豆等少数豆科植物中，然而，天然植物体内却并不含有雌马酚这种化学成分。目前，国际上雌马酚只能通过化学方法进行合成,由于合成涉及的中间步骤较多，大量的副产物既降低了转化效率又增加了雌马酚分离纯化的难度，加上使用的化学催化剂价格昂贵，致使雌马酚的国际市场销售价格较高。据报道，美国Indofine公司生产的外消旋型雌马酚（即 equol）每5毫克售价高达275美元。 雌马酚是一个具有两种对映异构体的手性化合物,人和动物体内存在的雌马酚全部为S-型。目前有研究表明，雌马酚的两种对映异构体表现出不同的生物学活性，其中S－型雌马酚对 －型人体雌激素受体（ -Estrogen Receptor,简称 ER ）的亲和力要比R－型雌马酚高13倍、比消旋体雌马酚（ Equol）高两倍。事实上，随着对药物作用机制研究的不断深入人们发现，具有生物活性的手性药物与它的受体部位是以手性的方式相互作用的，手性药物的两个对映异构体会起到不同的、甚至完全相反的作用。近年来，单一异构体药物在制药工业界愈来愈受到重视。微生物生物合成是利用微生物产生的生物酶类进行的生物化学反应，具有高度的立体选择性和位置选择性，这也是一般化学反应所无法比拟的优越性。特别是在雌马酚的合成上具有其他手性化合物无法比拟的优越性，因为目前报道的所有经微生物转化合成的雌马酚均为100% S-型雌马酚。与化学合成相比，省去了对外消旋体的拆分，将节省大量资金。 项目主持人2005年报道了一株能将二氢黄豆甙原（DHD）转化为S-雌马酚的革兰氏阴性人肠道细菌菌株 Eggerthella Julong732，但该菌株却不能直接将黄豆甙原转化为S-雌马酚。二氢黄豆甙原是黄豆甙原的加氢还原产物，目前虽然能以黄豆甙原为原料通过化学氢转移法进行合成，但价格昂贵。为了能够直接以廉价天然产物黄豆甙原为原料生产高活性植物雌激素S-雌马酚，项目主持人将牛瘤胃分离菌株Niu-O16 (J. Biotechnol. 2005)与人体肠道分离菌株Julong732进行混合培养，从而实现了直接将加入到培养基中底物黄豆甙原转化为S-雌马酚的目的（Arch. Microbiol., 2007）。但混合培养条件较为苛刻，即必须保证生长势相对较弱的、能将DHD转化为雌马酚的人体肠道细菌Julong732 在与能将黄豆甙原转化为DHD的牛瘤胃细菌混合后能正常生长，否则，最终代谢产物中将只有DHD而无S-雌马酚。因此，混合培养时，最初两菌株生长状况及接种量十分关键，也很难把握，很难实现。 通过本项目分离到了能直接将黄豆甙原转化为S-型雌马酚的稀有小鼠肠道细菌，这使得S-型雌马酚的高效微生物合成变得相对容易控制。此外，通过本项目首次证明了雌马酚生物合成的直接前体是3,4-不饱和雌马酚（DEEQ-3）,这对从已分离的菌株中克隆相关酶类以及对雌马酚的生物合成进行调控都将具有极其重要的理论指导意义。

早在20年前，当雌马酚首次从大豆食用者的尿液中被分离出来时,美国著名营养学家Setchell 就曾预言，雌马酚可能在人类雌激素相关疾病的预防和治疗中发挥重要作用。雌马酚除具有雌激素样作用外，还表现了极强的抗氧化活性，能有效降低H2O2引起的DNA链断裂，雌马酚的抗氧化活性比其亲本化合物黄豆甙原100倍。在疾病防治方面，雌马酚具有抗肿瘤、缓解更年期综合症、预防骨质疏松、降低心血管发病率以及有效治疗男性脱发等功效。雌马酚的抗癌作用研究目前多侧重于前列腺癌和乳腺癌等与性激素相关的癌症，其中雌马酚对前列腺癌的抑制作用已得到流行病学和体外证实。属非类固醇雌激素的雌马酚不属天然产物，自然界中存在的雌马酚只能通过微生物代谢或化学方法进行合成。尽管许多动物如小鼠、大鼠、猴子、羊等都能在体内产生高浓度雌马酚，但并非所有摄取大豆异黄酮的人群都能在体内产生雌马酚，人群中只有1/3 1/2的个体能将摄入体内的黄豆甙原转化为雌马酚，大部分人群体内的雌马酚只能通过体外来供给。 通过多年努力，国际上首次从小鼠肠道微生物菌群中分离到了3株能直接将黄豆甙原转化为雌马酚的稀有革兰氏阴性不动杆菌株，即Acinetobacter sp. AUH-JLM210 (EU919866), Acinetobacter sp. AUH-JLM455 (EU919867) 和 Acinetobacter sp. AUH-JLM281 (EU919868)。通过高效液相保留时间、最大紫外吸收图谱(UV) 、质谱(ESI-MS)、核磁共振氢谱（1H NMR）和碳谱（13C NMR）等化学手段，对上述菌株代谢产物进行了结构鉴定，确定其结构为雌马酚；通过手性高压液相色谱仪检测，发现经上述菌株转化合成的雌马酚仅出现单一物质峰，该峰保留时间与S-雌马酚一致，其旋光度也与报道的S-雌马酚一致，因而，经上述菌株转化黄豆甙原生成的雌马酚为100% S-雌马酚。由菌株AUH-JLM455完成的雌马酚的生物合成已经申报国家发明专利（专利申请号 200810147314.9）；分离的具有高效还原作用的人体肠道微生物菌株Coriobacterium sp. AUH-Julong21（EU919864）和具有开环作用的褐马鸡肠道菌株Enterococcus sp.AUH-HM195（EU919863）均为国际首次报道。 以化学合成的四氢黄豆甙原（THD）为底物，以人体肠道分离菌株Eubacterium ramulus Julong601为生物酶源，国际上首次合成了3,4-不饱和雌马酚（DEEQ-3）,这也是对Joannou等有关黄豆甙原在人体内的代谢途径假说中的设想的化合物的首次物质证明。提出了DEEQ-3是雌马酚生物合成的直接前体的论点，并提出了更合理的雌马酚生物合成途径假说。雌马酚生物合成直接前体的确定不仅有效解决了多年来国际上有关黄豆甙原在人体内代谢途径的分歧，更重要的是明确了微生物菌群中对大豆异黄酮具有代谢作用的菌株是如何分泌相关酶类而达到转化的目的，这对今后从已知菌株中克隆参与雌马酚生物合成的酶类以及对雌马酚生物合成进行合理调控都将具有极其重要的理论价值。对今后从以分离的功能微生物菌株中克隆参与雌马酚生物合成的相关酶类具有极其重要的理论指导意义。 尽管雌马酚的前体化合物黄豆甙原广泛存在于大豆等少数豆科植物中，然而，天然植物体内却并不含有雌马酚这种化学成分。目前，国际上雌马酚只能通过化学方法进行合成,由于合成涉及的中间步骤较多，大量的副产物既降低了转化效率又增加了雌马酚分离纯化的难度，加上使用的化学催化剂价格昂贵，致使雌马酚的国际市场销售价格较高。据报道，美国Indofine公司生产的外消旋型雌马酚（即 equol）每5毫克售价高达275美元。 雌马酚是一个具有两种对映异构体的手性化合物,人和动物体内存在的雌马酚全部为S-型。目前有研究表明，雌马酚的两种对映异构体表现出不同的生物学活性，其中S－型雌马酚对 －型人体雌激素受体（ -Estrogen Receptor,简称 ER ）的亲和力要比R－型雌马酚高13倍、比消旋体雌马酚（ Equol）高两倍。事实上，随着对药物作用机制研究的不断深入人们发现，具有生物活性的手性药物与它的受体部位是以手性的方式相互作用的，手性药物的两个对映异构体会起到不同的、甚至完全相反的作用。近年来，单一异构体药物在制药工业界愈来愈受到重视。微生物生物合成是利用微生物产生的生物酶类进行的生物化学反应，具有高度的立体选择性和位置选择性，这也是一般化学反应所无法比拟的优越性。特别是在雌马酚的合成上具有其他手性化合物无法比拟的优越性，因为目前报道的所有经微生物转化合成的雌马酚均为100% S-型雌马酚。与化学合成相比，省去了对外消旋体的拆分，将节省大量资金。 项目主持人2005年报道了一株能将二氢黄豆甙原（DHD）转化为S-雌马酚的革兰氏阴性人肠道细菌菌株 Eggerthella Julong732，但该菌株却不能直接将黄豆甙原转化为S-雌马酚。二氢黄豆甙原是黄豆甙原的加氢还原产物，目前虽然能以黄豆甙原为原料通过化学氢转移法进行合成，但价格昂贵。为了能够直接以廉价天然产物黄豆甙原为原料生产高活性植物雌激素S-雌马酚，项目主持人将牛瘤胃分离菌株Niu-O16 (J. Biotechnol. 2005)与人体肠道分离菌株Julong732进行混合培养，从而实现了直接将加入到培养基中底物黄豆甙原转化为S-雌马酚的目的（Arch. Microbiol., 2007）。但混合培养条件较为苛刻，即必须保证生长势相对较弱的、能将DHD转化为雌马酚的人体肠道细菌Julong732 在与能将黄豆甙原转化为DHD的牛瘤胃细菌混合后能正常生长，否则，最终代谢产物中将只有DHD而无S-雌马酚。因此，混合培养时，最初两菌株生长状况及接种量十分关键，也很难把握，很难实现。 通过本项目分离到了能直接将黄豆甙原转化为S-型雌马酚的稀有小鼠肠道细菌，这使得S-型雌马酚的高效微生物合成变得相对容易控制。此外，通过本项目首次证明了雌马酚生物合成的直接前体是3,4-不饱和雌马酚（DEEQ-3）,这对从已分离的菌株中克隆相关酶类以及对雌马酚的生物合成进行调控都将具有极其重要的理论指导意义。