脑卒中是造成人们死亡的主要病种之一。长期以来由于缺少有效的治疗药物和治疗方法,寻找和研究有效的脑卒中病防治药物和方法一直是全世界医药研究者迫切的科研任务。近年来钙离子内流促进脑细胞死亡的理论引起了寻找新的钙通道拮抗剂来治疗急性脑卒中药物研究热潮,寻找受体依赖性钙通道阻断剂成为用于急性缺血性脑卒中治疗药物研究的主要方向。人参皂苷-Rd作为一种新型钙离子拮抗药物,与传统钙拮抗药物作用靶点不同,具有特异性阻断受体依赖性钙离子通道的功能,有望取得比传统药物治疗更好的疗效。目前人参皂苷Rd正作为治疗脑中风新药研发,已进入了Ⅲ期临床研究阶段。人参皂苷Rd在人参中含量较低,因其结构复杂,化学合成至今尚未成功,目前主要依靠从人参、三七等植物根、茎、叶中提取来获得人参皂苷Rd,由于提取方法收率低,成本较高,影响了人参皂苷Rd的进一步研究和临床应用,因此有必要开发一种产率高,纯度好,并且简单易行的制取人参皂苷Rd的新方法。人参皂苷Rb1在三七中含量达到2%,为主要皂苷,人参皂苷Rb1与Rd的差别在于C-20位糖链末端的糖苷键,理论上可以通过水解人参皂苷Rb1 C-20位外侧糖基得到人参皂苷Rd。但因其化学转化困难,所以生物合成方法成为研究的热点。生物合成是制备人参皂苷Rd有效的方法,但是也遇到了些问题,比如对转化底物纯度要求高,高浓度底物对菌体转化抑制,投料量低,转化专一性差,使得转化得到人参皂苷Rd的效率相对较低,仍难以达到工业化生产的目的。鉴于制备人参皂苷Rd相关报道利用的菌株都是野生型,最后又都遇到上面这些共同问题。因此,我们从微生物转化途径方面考虑,利用诱变方法对菌株改造,从而克服遇到的难题,实现人参皂苷Rd的产业化。本研究通过UV-LiC1联合诱变对亲代菌株Paecilomyces bainier sp.229进行改造,并且在高浓度三七茎叶皂苷培养基中培养,筛选出耐受60mg/mL三七茎叶皂苷的菌株,进一步筛选得到可以将人参皂苷Rb1专一性转化到人参皂苷Rd的菌株,编号为Paecilomyces bainier sp.229-7。经过培养基组分和培养条件优化,摇瓶试验结果显示,底物投料量为20mg/mL时最高转化率可以达到94.92%。制备规模放大到10 L发酵罐水平,5L装液量,投入100g底物时,转化率达到87.9%,底物投料量是已有报道的1000倍,转化率提高了7.9%。在得到大量发酵产物后,我们对产物进行了提取和分离纯化,得到的了纯度较高的单体,建立了实验室规模纯化制备人参皂苷Rd的有效方法,并通过¹H,¹³C-NMR,DEPT以及HPLC数据对产物Rd结构进行了确认。这为人参皂苷Rd的工业化生产奠定了实验室基础。本研究利用大鼠脑缺血再灌注模型,验证了其药理作用,人参皂苷Rd对脑缺血再灌注大鼠行为障碍和脑梗死体积确有明显改善作用。