麦角硫因

抗氧化剂

麦角硫因（巯基组氨酸三甲基内盐，ergothioneine，EGT）是1909年发现的一种化合物，最初在一种真菌Claviceps purpurea 中被发现，纯品是白色晶体，水溶性，（室温下可溶解0.9mol/L），在生理pH值下和强碱溶液中不会自身氧化。它存在两种异构体，即thiol和thione两种形式，如右图所示。

分布范围

麦角硫因分布于哺乳动物的某些组织、器官中，主要存在于红血球(约1～2 mmol.L)和某些动物的精液中，虽然还没有实验研究表明有动物能合成该物质，但是动物细胞内肯定存在吸收和保留麦角硫因的途径。对食肉动物而言，动物组织中的麦角硫因可以供应饮食需要。Melville.D.B和Eich. S研究发现谷类植物也有麦角硫因存在。Melville.D.B和Genghof.D.S等随后的研究表明麦角硫因是许多微生物细胞的普遍成分，且在几种真菌内能够合成，但不能在细菌内合成。在美味牛肝菌、蘑菇、毛头鬼伞等食用菌中能产生合成麦角硫因所需的前体组氨酸三甲基内盐( hercynine )；而且毛头鬼伞还能产生麦角硫因等稀有氨基酸。

制备方法

麦角硫因的制备方法有三种：化学合成法、提取法以及生物发酵合成法。

化学方法合成左旋的麦角硫因十分困难，几种合成方法都因局部或全部外消旋化而没有达到预期的产量，合成的难点是很难制备原料 2- 巯基咪唑，并且α位碳的酸性会使反应很容易发生外消旋作用。OXIS 国际公司第一个研制出了高效、商业化合成麦角硫因的方法，并于 1995 年申请了专利，其方法是将巯基导入咪唑环。但由于化学合成产品的安全性难以得到保证，合成原料昂贵，合成成本高，产品的售价高，以至于限制了麦角硫因的应用。

天然生物提取法是从食用菌的子实体、猪血、动物组织、麦角和谷物中提取麦角硫因，但上述原料中麦角硫因的含量仍然很低，且存在原料的杂质多，药物残留，提取成本高等问题，限制了麦角硫因的应用，不宜产业化；

以蕈菌菌丝体深层发酵技术生物合成制备麦角硫因，是低成本规模化生产麦角硫因的主流方向，可以通过代谢调控等发酵过程控制手段有效地提高麦角硫因的产率，降低生产成本，更重要的是，可以保证产品的安全性，拓宽麦角硫因的应用空间。

生物学功能

抗氧化作用

麦角硫因是一种来源于植物，并且可以在动物中积累的天然氨基酸，研究证明它具有抗氧化剂的作用，它可以有效的清除-OH，可以螯合二价铁离子和铜离子，阻止H2O2在铁离子或铜离子的作用下生成-OH，还能抑制铜离子依赖型的氧合血红蛋白的氧化还能抑制在肌红蛋白（或血红蛋白）与H2O2混合后促使花生四烯酸发生的过氧化反应。麦角硫因还能强有力的清除次氯酸，从而能阻止a 1-抗蛋白酶失活。然而它不能抑制脂质粒子在铁离子存在时发生过氧化反应。AKanmu D 等人研究表明，一定浓度的麦角硫因存在于体内可以起到抗氧化剂的作用。

对细胞的保护作用

麦角硫因是一种强大的次氯酸清除剂（HOCl），虽然很多化合物都能与次氯酸反应，但是很少能够像麦角硫因反应如此地迅速。a 1-抗蛋白酶抑制剂（API）,如弹性蛋白酶，对于次氯酸特别敏感，而生理浓度的麦角硫因能非常有效的保护API，对抗由次氯酸所引发的失活作用，由于中性粒细胞是体内次氯酸的主要来源，麦角硫因的作用之一是保护红细胞不收到来自正常功能或病态炎症部位的中性粒细胞的危害。

抗炎作用

过氧亚硝酸盐是NO和超氧化物的有限扩散反应内生形成，是一种和炎症的病理生理学有关的强氧化剂，如缺血再灌注损伤，动脉粥样硬化，急性肺炎和败血症等。麦角硫因能抑制过氧亚硝基阴离子介导的氨基酸氧化，如络氨酸硝化，从而对炎症的治疗提供了可行性。

其他生物学功能

自发现麦角硫因以来，有许多人尝试阐释它的生理机能，但都不能完全确切定义它的生理机能。Brummel.m.c研究发现麦角硫因还可能具有以下几种功能：运输阳离子和二氧化碳羧化或脱羧反应的催化作用；调节甲状腺及抗甲状腺作用；调节组胺或抗组胺作用；类胆碱功能或反副交感神经生理作用;能调节其它酰基载体反应活性或本身作为酸基载体。Epand R M等还研究了麦角硫因对糖尿病的作用。

它具很强的有抗氧化活性：清除活性氧族，螯合二价金属离子，激活抗氧化物酶，抑制超氧化物歧化酶，抑制各种血红素蛋白发生氧化反应等。由于麦角硫因的这些特性，决定了它在医药、食品饮料、功能食品、动物饲料、化妆品及生物技术等领域具有广泛的用途和市场前景。

新陈代谢

研究已表明麦角硫因不能在动物体内合成，但在植物和微生物体内己经明确表明了组氨酸（histidine）、the sulfuratom 、the methyl groups of methionine可以合成(incorporate into)麦角硫因。D. Yanasugondha和M.D. Appleman研究了麦角硫因在微生物中的分解代谢，他们发现麦角硫因可以转化成三甲胺和硫醇咪唑丙烯酸；Heath在给长鼠长达21天喂养含[S]麦角硫因的食物后，发现带[S]标记的麦角硫因分布于骨髓、红血球、肝脏、肾脏等部位。而George Wolf 等先将[α-S]麦角硫因注入鼠内，然后研究了放射能的分布及其代谢产物。证明了herzynine是合成麦角硫因的前体(precursor)。

应用

对于麦角硫因显著而独特生物学功能的物质，各国学者很早就对其应用展开了研究，虽然还有待进一步深入，但对他在各种领域的应用起到很好的启发作用。麦角硫因在器官移植、细胞保存、医药、食品饮料、功能食品、动物饲料、化妆品及生物技术等领域具有广泛的用途和市场前景。

用作独特的抗氧化剂

麦角硫因是一种对细胞具有高度保护性、无毒的天然抗氧化剂，在水中不易被氧化，这就使他们在某些组织中的浓度可以达到mmol，并激发细胞的天然抗氧化防御系统。在众多的抗氧化剂中，麦角硫因尤其显得独特，是因为麦角硫因可以螯合重金属离子，可以使机体内的红细胞免于自由基的损伤。

用于器官移植方面

现有的组织的保存量和保存时间对于器官移植手术的成功起到了决定性的作用。保存器官移植方面用的最多的抗氧化剂是谷胱甘肽，当它暴露于环境中是，极易被氧化，即使在冷藏或者是液体环境下，其抗氧化能力也是大大下降，对细胞产生毒性并且产生炎症，诱导组织蛋白的水解。而麦角硫因恰似一种在水溶液中稳定，还可以螯合重金属离子的抗氧化剂，在器官保护领域可以作为谷胱甘肽的替代品，更好的实现移植器官的保护。

添加到化妆品中用作皮肤保护剂

阳光中的紫外线UVA可以渗透到人体皮肤的真皮层，影响表皮细胞的生长，使得表面细胞老死，引起皮肤提早老化，而紫外线UVB更是容易导致皮肤癌的发生。麦角硫因能够最大程度的减少活性氧的形成，并保护细胞免辐射损伤，故麦角硫因可以作为皮肤保护剂添加到某些化妆品中用于开发户外护肤品以及防护性的化妆品。

在眼科方面的应用

研究发现，麦角硫因在对眼睛的保护方面起到了关键性的作用，因此很多研究者希望能够开发出一种眼科产品，以促进眼科治疗手术的发展。眼科手术一般是局部进行，而麦角硫因的水溶性和稳定性为进行这种手术提供了可行性，具有很大的应用价值。

在其他方面的应用

麦角硫因由于其优良的性能，可以应用到许多领域。例如，用于医药领域、食品领域、保健品领域、化妆品领域等。在医药领域可以用来治疗炎症等，可以作成片剂、胶囊剂、口服制剂等；在保健品领域可以预防癌症的发生等，可以做成功能性食品，功能性饮品等产品，在化妆品领域可以用来抗衰老，可以作成防晒剂等产品。

随着人们的保健意识的增强，麦角硫因作为一种天然的抗氧化剂的优良特性也会慢慢地被人们广泛的认识和应用。

作用

⑴抗衰老作用

⑵预防癌症

⑶解毒作用

⑷维持DNA的生物合成