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氮源对庆大霉素合成与分泌的影响_张达力

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改变庆大霉素发酵工艺对其组分及效价的影响

改变庆大霉素发酵工艺对其组分及效价的影响

第19卷　第3期2003年9月福建师范大学学报(自然科学版)Journal of Fujian N o r m al U niversity(N atural Science)V o l119　N o13Sep t12003文章编号:100025277(2003)0320070204改变庆大霉素发酵工艺对其组分及效价的影响Ξ刘　峰1,杨桂英2(11福建师范大学生物工程学院,福建福州　350007;21福州抗生素集团有限公司,福建福州　350002) 摘要:在20T罐组进行试验,通过改变某些庆大霉素发酵工艺,探讨发酵工艺的改变对发酵效价及组分的影响.结果表明,在发酵不同时期补加不同的氮源对发酵液的效价和组分都有很大的影响.采用稀配方工艺可使发酵液中的组分控制在一个比较理想比例内.关键词:庆大霉素;发酵;生物效价;组分中图分类号:Q936 文献标识码:A　ΞΞ庆大霉素是由绛红小单孢菌、棘孢小单孢菌等发酵产生的氨基糖苷类抗生素,是由22脱氧链霉胺、绛红糖胺、加拉糖胺组成的多组分混合物,并以C族复合物为主.22脱氧链霉胺分别在4、6位上通过苷键连接绛红糖胺和加拉糖胺.因绛红糖胺C6′上的甲基化程度不同,形成了C1、C2、C1a3个主要组分[1].庆大霉素是碱性抗生素,它与硫酸结合成临床上使用的硫酸庆大霉素.在各国的药典中对硫酸庆大霉素C族复合物中的各组分含量所占比例都有严格的规定.在庆大霉素发酵过程中,C2组分含量往往偏高,造成成品质量不合格.因此,长期以来如何有效地控制发酵液中的组分一直是庆大霉素生产的难题,人们也曾进行过大量的研究,试图从理论上阐述庆大霉素发酵过程中各组分之间的转化机理及如何有效地控制各组分的含量,但迄今尚无较完整的解释.由于在发酵过程中影响组分的因素错综复杂,在大工艺不变的情况下,由于小工艺(如各单体罐设备情况、培养基消毒质量、种子质量、溶氧等)的波动,对组分有一定的影响,因此,本文作者仅探讨某些大的工艺改变与庆大霉素发酵效价及组分之间的关系.1　材料与方法111　菌种11111　庆大霉素产生菌:绛红小单孢菌1-6#(M icro m onosp ora P u rp u rea1-6#).11112　生物检定菌:短小芽孢杆菌C M CC(B)63202.112　培养基11211　斜面培养基:麸皮、可溶性淀粉、天门冬素、硫酸镁、硝酸钾、磷酸氢二钾、氯化钠、碳酸钙、琼脂按比例配制.11212　一级种子培养基:葡萄糖、玉米淀粉、玉米粉、蛋白胨、黄豆饼粉、硝酸钾、碳酸钙、氯化钴、豆油按比例配制.11213　二级种子培养基:葡萄糖、玉米淀粉、玉米粉、蛋白胨、黄豆饼粉、碳酸钙、氯化钴、豆油按比例配制.11214　发酵培养基:玉米淀粉、玉米粉、蛋白胨、黄豆饼粉、硝酸钾、碳酸钙、硫酸铵、泡敌、淀粉ΞΞΞ作者简介:刘峰(1964—　),男,福建建瓯人,高级工程师,硕士.收稿日期:2002-09-30酶、氯化钴按比例配制.11215　补料料液培养基:同发酵培养基.113　工艺控制11311　工艺流程为: 沙土孢子37℃10d 母斜面37℃9d子斜面一级种子罐35℃28～39h二级种子罐34℃22～30h发酵罐35℃127～130h放罐提炼.11312　在发酵过程中,按工艺要求进行通氨及补料控制.114　生物效价及组分测定11411　生物效价:采用一剂量管碟法测定[2].11412　组分:采用岛津L C -10A 高效液相色谱仪进行组分分析[2].2　结果与讨论211　增加发酵中后期有机氮源对发酵液效价及组分的影响庆大霉素属于氨基糖苷类抗生素,根据有关文献报道和经验,在庆大霉素发酵过程中,有机氮源对庆大霉素的效价和组分有着重要的影响,作者采用20T 标准式发酵罐进行试验.在发酵中期进行第二次补料时,对料液的配方进行调整,蛋白胨、黄豆饼粉分别增加011%和015%.在发酵后期,将补水工艺改为补胨水(蛋白胨014%).其他工艺保持不变,并与使用原工艺的结果作对照,结果见表1.表1　工艺改变后发酵液的效价及组分情况(与原工艺对照)生产菌株生产工艺生产批号组分情况C%C 1a %C 2+C 2a%各组分平均值 %平均效价提高率%1-6#原工艺920713529244792071362824489207137272350C 1:2810C 1a :2318C 2+C 2a :48131-6#改变后工艺9207139282350920714025205592071412619559208169231958920817124166192081722417599208173231662C 1:2417C 1a :1816C 2+C 2a :5711+3123 为了考查在发酵过程中C 组分的变化情况,作者以20T 罐组作试验,对庆大霉素发酵全过程C 组分的变化情况进行了监测.结果发现,在原工艺条件下,20T 罐组发酵液的组分变化情况见表2.改变工艺后,20T 罐组发酵液组分变化情况见表3.表2　原工艺条件下20T 罐组C 组分变化情况发酵时间 h334557698193105117129C 1 %81012121511281027153016291028182812C 1a %201122132212251124102710261826152615C 2+C 2a%23182515291734193915431444124417451317　第3期 刘　峰等:改变庆大霉素发酵工艺对其组分及效价的影响表3　改变工艺后20T罐组C组分变化情况发酵时间 h334557698193105117129C1 %91015111318151120123010291228112515C1a %211224191918221524132510251021191915C2+C2a %221023113517431544104410451850105510 从表1可以看出,工艺改变后,增加了发酵中后期发酵液中的有机氮源,其结果是:放罐发酵液的生物效价较对照组提高了3123%,也就是说,适当增加有机氮源对生产水平的提高是有利的.同时,从表1也可看出,工艺改变后C2+C2a组分在C族复合物中的含量也有了明显的提高,已经超出了药典所允许的范围.由于在整个庆大霉素的生产过程中,发酵过程对组分的影响是最大的,因而发酵液中C2+C2a组分含量过高极易造成成品的质量不符合药典的要求.从表2、3亦可看出,工艺改变后,发酵至105～129h,C2+C2a组分有一个明显的累积过程.212　采用稀配方工艺及增加整个发酵过程的通氨量对发酵效价及组分的影响为了考查溶氧及有机氮源对发酵液组分的影响,作者在20T罐上进行稀配方的工艺试验,将原工艺中基础料进行适当稀释.在7T的料液中,各种原材料按比例减少,各种原材料之间的比例保持不变(黄豆饼粉除外),总计投料量减少1T.将基础料及各次补入的料液中的黄豆饼粉的配比均减少015%,同时,适当增加发酵全过程的通氨量(其他工艺不变),其发酵结果见表4.表4　采用稀配方工艺后发酵液组分及效价变化情况生产菌株生产工艺生产批号组分情况C %C1a %C2+C2a %各组分平均值%平均效价提高率%1-6#原工艺920919225225392091932622529209194312146C1:28C1a:2117C2+C2a:50131-6#改变后工艺920920430224992102103625399209203322345921020934204692102143721429210207342541C1:3318C1a:2217C2+C2a:4317-2016 从表4可以看出,采用稀配方工艺后,由于降低了发酵液培养基总体的营养水平,特别是减少了黄豆饼粉的用量后,极大地降低了发酵液的黏稠度,使发酵液的溶氧得到了明显的改善.发酵液的C族组分中C2+C2a的含量明显降低.由此可见,发酵液中溶氧水平的高低及有机氮源的含量对发酵液的组分有很大的影响.但必须看到,由于发酵液中总体营养水平的减少,已严重影响了发酵总体生物效价的提高.在一般发酵液组分正常的情况下(发酵液的组分情况基本符合药典的要求),调整后的工艺是不可取的.但如由于组分不合格而造成产品的大量积压,而一时又无更好的解决办法,则调整后的工艺可以缓解这方面的压力.从以上的试验可知,在庆大霉素发酵过程中,发酵液的组分及效价变化情况与培养液中的各营养物质含量变化密切相关,适当控制发酵液中总体有机氮源的含量,可有效限制发酵液中C2+C2a组分在发酵后期的二次积累.这也许是因为发酵中、后期发酵液中丰富的有机氮源会刺激菌丝细胞的再次生长和繁殖[3].同时,由于有机氮源含量高时,发酵液粘稠度较大,也严重影响了发酵液中溶氧的浓度,从而减缓需要A T P参加的甲基化反应,使得C族中C2+C2a组分的含量增加.由于在庆大霉素合成过程中,D2葡萄糖胺、22脱氧青蟹肌醇胺及A n tib i o ticJ120A、A n tib i o ticJ120B 的合成都有一个转氨的过程[4],因此,在适当控制发酵中、后期发酵液中有机氮源的同时,适量通入无27福建师范大学学报(自然科学版) 2003年　机氮源对庆大霉素C 1组分的合成是有利的.这可能是因为无机氮源不易为菌体转化为菌体蛋白,它既保证了在有机氮源相对贫乏的情况下氨基化的需要,同时又不会刺激菌丝的生长,故通氨与控制有机氮源相辅相承,对庆大霉素发酵中组分的改善是十分有利的.从试验中还可看出,庆大霉素发酵过程中组分的改善对发酵液的总体生物效价的提高影响较大,如何通过生产菌种的改良及工艺的控制,使得发酵液组分与效价均达到一个理想的水平,同时降低发酵的生产成本,有待进一步研究.参考文献:[1]王岳,方金瑞.抗生素[M ].北京:科学出版社,1988.453-457.[2]中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典(二部)[M ].北京:化学工业出版社,1995.[3]古德费洛M ,威廉斯S T .放线菌生物技术[M ].程元荣,译.福州:福建科学技术出版社,1991.271-272.[4]熊宗贵.发酵工艺原理[M ].北京:中国医药科技出版社,1995.342-343.The I m proved Ferm en ta tion Techn iques ’Positive I nf luence on the Com ponen ts and Potency of Gen tam ic i n BrothL IU Feng 1,YANG Gu i -y i ng2(1.B ioeng ineering Colleg e ,F uj ian N or m al U niversity ,F uz hou 350007,Ch ina ;2.F uz hou A ntibiotic G roup Corp aration ,F uz hou 350002,Ch ina )Abstract :T he i m p roved fer m en tati on techn ique w as studied in a set of tank s of 20T .T he resu lts show ed that additi on of differen t n itrogen sou rces at vari ou s po in ts du ring fer m en tati on influenced the com ponen ts and po tency of b ro th greatly .T he i m p roved th in dispen sati on techn ique is ab le to b ring ou t an op ti m al rati o of b ro th’s com ponen ts .Key words :Gen tam icin ;fer m en tati on ;po tency ;com ponen ts(责任编辑　余　望)37　第3期 刘　峰等:改变庆大霉素发酵工艺对其组分及效价的影响。

几种氨基酸在庆大霉素生产中的作用

几种氨基酸在庆大霉素生产中的作用
5; KNO3 0. 01; ( NH4 ) 2 SO4 0. 05; CaCO3 0. 7; CoCl2 10μg /m l,蒸汽消毒 120℃, 30m in
2 结果与讨论
接种量 10% ～15% ; 搅拌转速 700 r/m in; 通气量 2. 1 新方法在产素中的作用
性进展 。发酵过程中用料减少 ,发酵周期较原工艺缩 m l ;甘氨酸 0. 01; 蛋氨酸 0. 02; 赖氨酸 0. 015; 酪氨酸
短了 30% ～45% ,产素率提高了 30% ～95% (因菌种 0. 01,蒸汽消毒 120℃, 25m in
生产能力不同而异 ) ,节约工业用电 ,提高设备周转率 ; 接种量 10% ～15% ; 搅拌转速 700 r/m in; 通气量
产品按照中国药典 2000 版 ( CP2000)进行组分检 测 : C1 为 27. 2% , C1a为 29. 2% , C2a + C2 为 43. 6% ,符 合 CP2000标准 ( C1 应为 25% ～50% , C1a应为 15% ～ 40% , C2a + C2 应 为 20% ～ 50% ) , 也 符 合 BP2000 和 USP26版药典 。 在整个发酵过程中 ,新方法糖耗降低 2% (图 1 ) , 氮耗也低于原工艺 (图 2) ,而菌体相对浓度新方法最低 点却高于原工艺相对菌浓最高点约 3% , 新方法相对 菌浓最高点则高于原工艺最高点约 10% (图 3) 。这些 数据表明 ,新方法有效地促进了菌体的新陈代谢 。
1. 3 培养基与培养条件
生测效价按照《中国药典 》2000 版 ( CP2000) ,抗生
原 工 艺 (目 前 生 产 使 用 方 法 ) 发 酵 培 养 基 ( g / 素微生物检定法 (附录 ⅪA ) ,质量检测按照中国药典

庆大霉素的生产工艺

庆大霉素的生产工艺

庆大霉素的生产工艺引言庆大霉素（Kanamycin）是一种广谱抗生素，属于氨基糖苷类抗生素。

它具有抗菌活性，可用于治疗多种细菌感染。

本文将介绍庆大霉素的生产工艺，包括发酵培养、庆大霉素的提取与纯化。

发酵培养庆大霉素的生产通常通过微生物发酵培养进行。

主要使用的微生物菌株是庆大霉（Streptomyces kanamyceticus）。

1.接种：将庆大霉菌株接种到培养基中，如含有麦芽糊精、蛋白胨等营养成分的液体培养基。

2.预培养：将接种后的培养基在适宜的温度和pH条件下进行预培养，使菌种适应培养基环境。

3.主培养：将预培养的菌种转移到较大的发酵罐中，继续培养。

控制好温度、pH、通气等条件，并添加适量的氮源和糖类供菌体生长和代谢产物的产生。

4.发酵过程监控：在培养过程中，需要定期取样进行菌体密度、庆大霉素产量等指标的监测。

庆大霉素的提取与纯化庆大霉素的提取与纯化主要包括以下步骤：1.发酵液处理：将发酵液经过离心或滤过等操作，分离出菌体和发酵液。

2.抽提：使用适当的有机溶剂对发酵液进行抽提，将庆大霉素从发酵液中提取出来。

多次抽提可提高提取效率。

3.蒸发浓缩：将抽提得到的溶剂进行蒸发，使其浓缩。

4.结晶：通过适当的结晶条件，使庆大霉素从浓缩液中结晶出来。

结晶条件可以包括温度、溶剂浓度等。

5.过滤与干燥：将结晶后的庆大霉素进行过滤和干燥，得到粗品庆大霉素。

6.精制：通过进一步的纯化步骤，如重结晶、柱层析等，去除杂质，得到高纯度的庆大霉素。

结论庆大霉素的生产工艺主要包括微生物发酵培养和庆大霉素的提取与纯化。

通过合理控制培养条件和优化提取与纯化步骤，可以获得高纯度的庆大霉素。

更深入地研究和了解庆大霉素的生产工艺，有助于提高其产量和质量，为医药领域的应用提供更好的支持。

讨论氮源对青霉素发酵的影响

讨论氮源对青霉素发酵的影响
产量 。
而缩短产物 的分泌期。 投入过多 ， 则对提炼影响 较大 。 因此 ， 缓慢利用 的氮源浓度也必须予 以控 制。 这 三种常用的有机 氮源各有优势 和劣势 ， 如何 利用 这 ＿种 有 机 氮 源进 行 蓖新 配 比 ，既 达 二 到保证青霉素合成的 目的又使氮源质量相对稳 定， 还需 Ｋ期多次的实验及实践 。此外 ， 有机氮 源 的原 材料 是 引起 生 产水 平 波动 的主 要 因 素 之 足 引起 有 机 氮 源 质 量 变化 的原 因 。因 此 ， 选 择有机氮源时 。 应对 原材料的品种 、 地 、 还 产 加 工方法 和贮存等相关条件 多做分析及实验。 随着科学技术的发展 ，使现有有机氮源质 量 提高 和新 的有 机 氮 源 材 料 的发 现 及 合 理 使 用 定会 促 进 青 霉 素 发 酵 水 平 提高 。
医
药 与 保 健
科 黑江 技信总 — 龙— — —
讨论氮源对青霉素发酵 的影响
孟 蕾 汪 海瑭 （ 药集 团制 药 总厂 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １ ０ ８ ） ５ ０ ６
摘 要： 通过研究氮源在青霉素发酵过程 中所起 的作 用， 选择适合的 氮源 关键词 ： 青霉素 ； 氮源； 有机 氮源 ； 无机 氮源 ； 玉米浆； 黄豆饼粉 ； 玉米蛋 白粉 抗 生素是生 物在其 生命活 动过程 中产生 含 有 丰 富的 维 生 素 和 生 氏因 素 。其 总含 氮 量 约 同时其成分 中，不加玉米浆，对青霉素合成有 的 （ 并 用 化 学 、 或 生化 方 法 所 衍 生 的 ）并 为 ２ 或 生物 ， ． ５～４５ ， 摹 氮 含 量 为 ０６一１ ％ ， 原 利 ，但 二 次 投 入 或 投 入 太少 也 容 易 促 进 菌 体 生 ．％ 氨 ． ． ８ 还 ． ％， 糖含量为 ５～ｌ ％， ２～１ 乳 ｔ ５ 醋酸 长和养分过 Ｈ耗尽 ， ． 以致菌体过早衰老 自溶 ， 从 在低微浓度下能选择性 地抑制他种生物机能的 糖含晕 为 １ 化学物质 。 是青霉素 ， 链霉素等一类化学物质 的 总称。 是人类控制感染性疾病 ， 障身体健康及 保 用来 防治植物病害的重要化疗药物 青霉素是最早发现的最重要 的抗生素。属 于 １一内酰 胺 类 。经 数 年 的 临床 实 践 和研 究 证 ３ 明 ， 霉 素 具 有抗 菌作 用 强 ， 效 高 ， 性 低 ， 青 疗 毒 剐 作用小 ， 价格便宜等特点 ， 是临床治疗感染性疾 病 的首 选 药 物 。 尤其 对 革 兰 氏 阳件 菌 及 金 黄 色 葡萄球菌 ， 链球菌等引起 的多种疾病疗效卓越 在 青 霉 素 发 酵 过 程 中 ， 养 基 营 养 成 分 能 培 分应恰当 ． 尤其碳 、 比更是控制青霉素发酵水 氮 平 的关键 ， 所以探求合适 的碳 、 比是发酵生产 氮 的首要 问题 ． 仅就氮源进行 一些分析及讨论。 氮 源是指构 成微生 物细胞 和代谢产 物 中 的 氮元 素 来 源 的 营 养 物 质 ，是 微 生 物 培 养 过 释 中 主要 原 料 之 一 。 般 在 发 酵 前期 ， 于菌 体 发 一 由 育 ， 长 和 繁 殖 的需 要 ， 生 培养 基 中氨 基 氮 浓 度 迅 速下降 ； 发酵中期 ， 氮源 主要用于合成青霉素及 其他代谢产物 ，氨基氮浓度缓慢下降 ；发酵后 期， 由于 菌 体 开 始 白溶 ， 液 中氨 基 氮 义 有 『 培养 Ｈ ］ 升趋 势 ，过 量 的 氮源 会 导 致 菌 体 的 代 谢 向合 成 菌体方 向发展 ，因此适 当的氮源既可满足发酵 前期菌体 的需要 ，又可 防止菌体衰老及合成抗 生素能 力的衰退 ， 从而增大抗 生素的产量 。 氮源 分 有 机 氮 源 和 无 机 氮源 两 类 。 机 氮 尢 源有氨水［ Ｈ） Ｏ１ ， （ ４ Ｎ ＨＣ ， 由于其分子结构简单 ， 等 可被微生物迅速利用。 有机氮源有黄豆饼粉 、 玉 米浆 、 玉米蛋 白粉等。除含丰富的蛋 白质 、 多肽 和 游 离 氨 基 酸 外 ，往 往 还 含 有 少 量 的糖 类 、 脂 肪 、 机 盐 和生 长 素 等 ， 主 要 的氮 源供 体 ， 无 是 能 被 维生 素 缓 慢 利 用 ，作 为抗 生 素合 成 阶段 的 良 好 营 养物 质 。 菌体生长速 度存 含有有机 氮源 的培养基 中， 比在 只含 无 机 氮 源 的 培 养基 中快 ， 的菌 丝 长 也较多 ， 生物在有机氮源培养基中 ， 微 可以直接 利用游离氨基酸或其他有机化合物中的各种 不 同结构的碳架 ，来合成用于构成细胞 的蛋 白质 其他细胞 物质 ，无需再从糖代谢分解产物来合 成， 从而可见有机氮源 比无机氮源优越得 多。 使用有 机氮源 的 目的除 了供给 菌体生长 和 繁 殖 用 的 营养 物 质 外 ，还 为抗 生 素 合 成 提 供 前体物质 ， 因此 ， 要特别注意这些氮源对促进 菌 体生长 ， 维持生命活力和合成抗 生素的关 系， 并 以此 作 为决 定 培 养 基 巾有 机 氮 源用 量 的一 个 根

溶氧水平和磷酸盐对庆大霉素合成与分泌的影响_张达力

溶氧水平和磷酸盐对庆大霉素合成与分泌的影响_张达力

文章编号:1001-8689(2002)03-0145-03溶氧水平和磷酸盐对庆大霉素合成与分泌的影响张达力　储炬　李友荣(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,　上海200237) 摘要:　研究了溶氧与磷酸盐对庆大霉素合成与分泌的影响。

在摇瓶实验中不同的装液量对庆大霉素的效价与分泌率都有显著的影响,在发酵罐上控制溶氧水平在40%左右有利于庆大霉素合成与分泌。

添加一定浓度的磷酸盐对菌体生长有利,但却抑制庆大霉素的合成与分泌,当磷酸盐浓度高于0.05%时,次级代谢基本被抑制。

关键词:　庆大霉素;　溶氧;　磷酸盐;　合成;　分泌中图分类号:　R978.1+2 文献标识码:A收稿日期:2001-09-06基金项目:国家自然科学基金资助项目39870018。

作者简介:张达力,女,生于1976年,在读硕士研究生,主要从事发酵过程优化及其相关机理研究。

庆大霉素(GM )是由绛红小单孢菌(Micromono -spo -ra purpura )和棘孢小单孢菌(Mic rom onspora ec hinospora )发酵产生的一种氨基糖苷类广谱抗生素。

自投产以来虽历经多方面的技术改进,包括菌种选育及发酵调控的优化[1],发酵生产效价仍无太大的提高。

根据一些初步试验的结果[2];认为生产的瓶颈在于庆大霉素自胞内输送至胞外的过程,即分泌过程。

因此我们把研究重点放在对分泌机制的研究上,而这种机制的阐明便可大大减少庆大霉素在胞内的积累,从而有利于庆大霉素的生物合成。

本文主要研究溶氧与磷酸盐对庆大霉素合成与分泌的影响,为进一步深入了解其机制打下基础。

1　材料与方法1.1　菌种棘孢小单孢菌绛红变种(M ic romonos pora echinospo -ra var .purpura )49-92S (上海四药股份有限公司提供)。

检验菌株:短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus )(上海四药股份有限公司提供)。

庆大霉素的生产工艺教材

庆大霉素的生产工艺教材

生产工艺：庆大霉素的生产工艺包 括菌种选育、发酵、提取、精制等 步骤
庆大霉素的用途
用于治疗革兰氏阴性菌感染 用于治疗敏感菌引起的呼吸道感染 用于治疗敏感菌引起的泌尿生殖道感染 用于治疗敏感菌引起的皮肤软组织感染
Part Three
庆大霉素的生产工 艺流程
发酵工艺流程
菌种选育：选择适合庆大霉素生产的菌种，并进行遗传改良 种子制备：将选育好的菌种进行扩大培养，制备种子 发酵过程：将种子接种到发酵罐中，进行发酵生产 提取与纯化：对发酵液进行提取和纯化，得到庆大霉素产品 质量控制：对产品进行质量检测和控制，确保产品质量符合标准 包装与储存：对产品进行包装和储存，以便运输和使用
庆大霉素的市场现状
庆大霉素的 市场规模
庆大霉素的 市场需求
庆大霉素的 竞争格局
庆大霉素的 市场趋势
庆大霉素的发展趋势
市场需求持续增长：随着抗生素市场的不断扩大，庆大霉素的需求量也在逐年增加
生产工艺不断改进：随着科技的不断进步，庆大霉素的生产工艺也在不断改进，提高 了生产效率和产品质量
国际化趋势明显：庆大霉素作为一种重要的抗生素，其市场需求不仅在国内，也在国 际市场上不断增长
保
Part One
单击添加章节标题
Part Two
庆大霉素概述
庆大霉素的发现
发现过程：1943年，日本学者首 次从庆大链霉菌中分离出庆大霉素
临床应用：主要用于治疗革兰阴性 杆菌和对青霉素耐药的金黄色葡萄 球菌引起的感染
添加标题
添加标题
添加标题
添加标和精制过程的质量控制
提取过程的质量控制：采用适当的提取 方法，确保庆大霉素的有效成分得到充 分提取，同时避免杂质和有害物质的引 入。

氮源对Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.发酵产氢效能影响

氮源对Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.发酵产氢效能影响

代谢 的影响． 结果发 现 ， 有机 氮源（ 尤其是酵母粉 ） Ｂｏｙ ｒｇｎ ａｔｒ ｍ Ｒ ｐ ｎｖ 生 长及 产氢的促 对 ｉ ｄｏｅｂｃｅ ｕ ３ｓ．ｏ ． ｈ ｉ
进 作 用 比 较 明显 ， 机 氮 源 对 茵株 Ｂｏｙｒｇｎ ａｔ ｉｍ Ｒ ｐ ｎｖ 生 长 和 产 氢 量 等 的 促 进 作 用 极 小 ； 无 ｉ ｄ０ｅ ｂｃ ｒ ３ｓ． ｏ． ｈ ｅｕ 在供试试 剂中． 酵母 粉 是 提 高 Ｂｏｙｒｇｎ ａｔ ｉｍ Ｒ ｐ ｎｖ 产 氢 量 和 促 进 其 细 胞 生 长 的 最 有 效 的 ｉ ｄｏｅ ｂｅ ｒ ３ｓ． ｏ． ｈ ｅｕ
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２ ． ２１ １— ７
们 能看 出 能源使 用 的变 化趋 势是 倾 向于 干净 、 型 轻 能 源 ］在 过去 的一 个 世 纪 里 ， 油 能 源 主 宰 着 人 ． 石
类的 生活 ， 而 由 于 过 去 不 恰 当 的化 石 能 源 的 使 然
基金项 目： 国家 ８ ３项 目（０ ６ Ａ ５ １ ９ ；上海 市重点科技攻 关项 目（ ７６ ５ ２ ） ６ ２０ Ａ ０Ｚ０ ） ０ １０ １２ 作者简介 ：张百慧（ ９ ７一） 女 ， １８ ， 硕士 ， 研究方 向： 水污染控制工程和生物能源 ； 通讯作者 ： 李永峰 （９ １一）， ， １６ 男 教授 ， 士生导师 ， 博 研究方 向 ： 环境 工程 与生物能源
ｅ ｅｔ ｏ ｉｏ ｅ ｅｏ ｒｅ ｉｃ ｄ ｒａ ｉ ｎｔ ｇｎ ｒｓｕｃｓａ ｄｉｏｇｎｃ ｎｔ ｇｎｒ— ｆ ｃｓ ｆ ｔ ｇｎｒｓｕｃｓ（ｎｌ ｅｏｇｎｃ ｉｏ ｅ ｅｏ ｒｅ ｎ ｎ ｒａ ｉ ｉｏｅ ｅ ｆ ｎｒ ｕ ｒ ｒ ｓｕｃ ｓ ｏｈｄｏｅ ｒｄ ｃｉ ａｔｒ ｍ （ Ｐ ）Ｂｏ ｙ ｒｇｎ ａｔ ｉｍ Ｒ ｐ ｎ ｖ ．Ｔ ｅ ｏ ｒｅ ）ｔ ｙ ｒｇｎｐｏ ｕ ｔ ｎｂ ｃ ｉ ｏ ｅｕ Ｈ Ｂ ｉ ｄｏ ｅｂ ｃｅ ｕ ３ ｓ． ｏ ． ｈ ｈ ｒ

庆大霉素的生产工艺综述

庆大霉素的生产工艺综述

庆大霉素的生产工艺综述庆大霉素是一种广谱抗生素，是一种能够抑制细菌蛋白质合成的抗生素。

庆大霉素又称克林霉素，由于其较广泛的抗菌谱和良好的组织渗透能力，被广泛应用于临床治疗中。

庆大霉素的生产工艺主要包括菌种筛选、发酵培养、提取纯化和结晶析出等步骤。

首先，菌种筛选是庆大霉素生产的关键步骤。

常用菌种包括Streptomyces antibioticus，但也有其他Streptomyces属菌株可以进行庆大霉素的生产。

根据菌株产庆大霉素的能力、生长速度和稳定性等因素，选择适宜的菌种作为生产菌株。

接下来是发酵培养。

采用液体发酵方式进行庆大霉素的生产。

将菌种接入合适的发酵培养基中，发酵培养基一般包括碳源、氮源、无机盐和适量的辅助物质等。

发酵培养条件一般为温度30~35摄氏度，PH值为7-8，通气量和搅拌速度根据菌株需求而定。

培养的过程中，通过调控发酵条件，促进菌株生长和庆大霉素的产生。

培养时间一般持续5~7天。

提取纯化是庆大霉素生产的关键步骤之一。

经过发酵的庆大霉素菌体含有庆大霉素，但其它有机物、无机盐等也同时存在。

提取纯化的目的是分离庆大霉素并去除其他杂质。

常用的提取溶剂有乙酸酯、甲醇等。

提取后的庆大霉素溶液通过过滤、浓缩等操作去除杂质。

最后是结晶析出和纯化。

将庆大霉素溶液加入足量的溶剂中，通过逐渐降低温度和控制pH值，使庆大霉素逐渐析出结晶。

所得庆大霉素结晶体通过过滤、洗涤等操作得到纯度较高的庆大霉素晶体。

在庆大霉素的生产中，还需要注意工艺改进和优化。

通过调节发酵条件、改进提取纯化工艺等，可以提高庆大霉素的产量和纯度。

同时，采用合理的设备和技术手段，控制生产过程中的各个因素，确保产品质量和生产效率。

综上所述，庆大霉素的生产工艺主要包括菌种筛选、发酵培养、提取纯化和结晶析出等步骤。

通过优化工艺条件和控制生产过程中的各个因素，可以提高庆大霉素的产量和纯度，保证产品质量和生产效率。

庆大霉素的生产工艺不断改进和发展，为临床治疗提供了重要的抗菌药物。

静息培养基的筛选及在此体系中庆大霉素的合成（论文）

静息培养基的筛选及在此体系中庆大霉素的合成（论文）

VOl.27NO.22001-04华东理工大学学报JOurnal Of East China University Of Science and TechnOlOgy基金项目,国家自然科学基金资助项目(39870018)E-mail,juchu@收稿日期,2000-05-03作者简介,谌颉(1976-)男在读博士研究生G文章编号,1006-3080(2001)02-0135-04静息培养基的筛选及在此体系中庆大霉素的合成谌颉储炬张嗣良李友荣(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237)摘要,通过对比实验讨论了培养基中各种组分对庆大霉素合成与分泌的影响;由此确定了静息细胞培养基的配比并应用此系统考察了影响庆大霉素合成的因素G结果表明,培养温度为34 C~添加适量次级代谢物~体系内硫酸锰浓度为50mg/L及每升添加0.020mL的TWeen20都能促进庆大霉素的合成G关键词,庆大霉素;静息细胞;培养基;筛选;合成中图分类号,TG465.9;TG920.6文献标识码,Ascreening resting cell system f or study gentamicin biosynthesisCHEN Jie CHU Ju ZHANG Si-licn g L1Yo u-ro n g(S t c t e K e y L c Zor c tory of B i or ec Ctor En g inee r in g ECUS T S h cn gh ci200273 C h inc)Ab stract,ThrOugh cOm p arative e xp eriments the cOncentratiOn Of each ingredient in the resting cell medium Was determined and their influences On the synthesis and secretiOn Of gentamicin(GM)Were alsO discussed.SOme factOrs affecting gentamicin b iOsynthesis Were studied b y using this system.The results shOWed that the b iOsynthesis Of GM Was p rOmOted When the tem p erature Was cOntrOlled at34 C and sOme secOndary meta b Olites50mg/L M nS4Or0.02mL TWeen20p er liter Were su pp lemented.K ey W ords,gentamicin;resting cell;culture medium;screening;synthesis静息细胞是指细胞在培养基内虽基本停止生长但却能维持其生存与产物合成G在这种体系中由于生长的影响已经降至很低的水平因此可以用来研究产物合成及分泌的机理G本文主要目的就是选择合适的培养基使庆大霉素生产菌的细胞能在其中实现静息化;并以此为手段尽量排除生长的影响进行庆大霉素生物合成的相关研究G1材料与方法1.1菌株和效价检定培养基实验所用的菌种为棘孢小单孢菌绛红变种49-92S(M i Cromo n ospor c e Ch in ospor c)由上海四药股份有限公司提供保存于沙土管中于冰箱中保存G效价测定试验菌为短小芽孢杆菌(B c C illu s p u m ilu s)由上海四药股份有限公司提供G效价检定培养基配比(g/L),蛋白胨6 牛肉浸膏1.5 酵母浸膏3.0 葡萄糖1.5 琼脂1823 自来水配制灭菌前调pH8.08.2 0.08MP a(115 C)灭菌30min G1.z菌体制备~收集及培养菌体收集,收集培养了72h的发酵液[1] 4 C4000r/min冷冻离心10min倒去上清液挖出菌体G将菌体清洗两次最后用生理盐水配制成一定浓度的菌悬液G菌体培养,将菌悬液摇匀在超净台上按10%的比例将其接入装有静息细胞培养基的摇瓶中(摇瓶装量亦为10%)34 C240r/min摇床培养G1.s参数测定531核酸含量测定[2]:紫外吸收比色法G效价测定:杯碟法(中国药典1990版)样品经适当稀释测定形成的抑菌圈大小算出相应的单位G1.4实验设备752型紫外光栅分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);TGL-16型台式高速离心机(上海医疗器械六厂)G2结果与分析2.1静息细胞培养基的优化初始培养基配比是参照常规发酵培养基设计的其配比如下(g/L):葡萄糖0.5;NaNO35.0; NaCl0.5;MgSO47~2O0.5;FeSO47~2O 0.075;CoCl26~2O0.01;CaCO34.0;去离子水配制0.06Mpa灭菌10min G在以上配比的基础上加以改进找出合适的配方G选择葡萄糖作为碳源并做了一组对比实验以筛选合适的葡萄糖浓度实验结果如表1G实验中分别将不同葡萄糖浓度的培养基接种后在摇床上培养48h和72h G培养结束后测定核酸含量和总效价并比较总效价和核酸的变化量G发现在葡萄糖浓度为0.5g/L时核酸变化不大但总效价提高最多G因此选择0.5g/L为培养基中的碳源浓度G表1葡萄糖浓度的筛选Table1Screening of glucose concentrationC glucose/ (g L-1)Total nucleic acid/(g L-1)48h72hTotal potency/(U mL-1)48h72hControl(Saline)0.0160.00916.712.30.00.0190.02020.420.30.10.0140.01521.320.80.50.0120.01419.922.11.00.0110.01719.819.85.00.0060.01617.114.110.00.0060.01313.212.6开始选择的氮源为蛋白胨实验发现即使只加少量的蛋白胨都会导致菌体的旺盛生长改用NaNO3作为氮源做实验结果如表2~表3G由表可见提高氮源的含量不但可以抑制菌体生长而且可以提高总效价即庆大霉素的合成在高氮源浓度下很活跃所以选择的最佳氮源浓度为25.0g/L G以这个浓度再做碳源浓度筛选发现葡萄糖浓度为0.5g/L依然是最佳的G最终确定碳源浓度为0.5g/L氮源浓度为25.0g/L以后的培养基都按此浓度配制G表2硝酸钠浓度的筛选Table2Screening of sodium nitrate concentrationC NaNO3/(g L-1)Total nucleic acid/(g L-1)48h72hTotal potency/(U mL-1)48h72h Control(Saline)0.0130.02613.116.10.10.0150.01311.510.20.50.0110.01710.615.71.00.0110.02311.418.55.00.0120.02013.518.310.00.0140.02118.122.415.00.0140.02017.323.320.00.0110.01818.225.525.00.0120.01622.834.0表3硝酸钠浓度的筛选Table3Screening of sodium nitrate concentrationC NaNO3/(g L-1)Total nucleic acid/(g L-1)48h72hTotal potency/(U mL-1)48h72h25.00.0170.01619.729.530.00.0140.02121.127.540.00.0130.01629.626.4由表4的数据可见低Fe离子浓度会造成菌体无法适应而大量死亡G比较后选择75mg/L这一浓度与常规培养基中的硫酸亚铁浓度吻合说明的确是最适浓度G表4硫酸亚铁浓度的筛选Table4Screening of ferrous sulfate concentrationC FeSO4/(mg L-1)Total nucleic acid/(g L-1)48h72hTotal potency/(U mL-1)48h72h Control(Saline)0.0180.012 4.42 3.3500.0070.00312.716.9250.0080.00216.218.2500.0060.00915.913.9750.0140.01317.715.61000.0160.02018.314.21250.0250.00513.517.11500.0240.01112.114.7从表5可以看出Co离子浓度对菌体生长影响并不大G从效价方面看Co离子的浓度增大在一定631华东理工大学学报第27卷程度上有益于庆大霉素的合成O综合考虑选择氯化钴浓度为15mg/L O表5氯化钴浓度的筛选Table5Screening of cobalt chloride concentrationC CoCl2/ (mg-L-1D Total nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72hControl(Saline D0.0210.00916.014.800.0250.02316.615.750.0280.02715.116.3100.0260.02213.313.8150.0250.02516.517.5200.0260.01818.124.1根据表6的核酸数据可以看出氯化钠的存在对菌体生存有影响但浓度在(0.4~0.8g/L D范围内时基本可以保证其静息化O从效价方面考虑选择的氯化钠浓度为0.6g/L O表6氯化钠浓度的筛选Table6Screening of Sodium chloride concentrationC NaCl/ (g-L-1D Total nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72hControl(Saline D0.0350.0148.59.60.00.0280.02511.821.20.10.0320.01916.825.80.20.0240.02917.823.80.30.0260.02927.517.90.40.0300.03129.925.50.50.0270.02430.026.60.60.0300.03042.632.50.70.0280.02616.120.30.80.0280.02822.419.60.90.0260.01224.023.4镁离子对庆大霉素合成影响很大(表7D加入适量硫酸镁可提高庆大霉素产量O从静息化角度出发兼顾效价的提高选择硫酸镁的浓度为0.8g/L O 分析表8核酸的数据可以发现不加碳酸钙菌体死亡现象严重所得的数值远小于其他各组这说明为了维持微生物生存环境中的p~稳定必须加入少量碳酸钙但加得过多将影响庆大霉素的合成O比较后选择CaC03加量为2.0g/L O培养基的优化配比为(g/L D:葡萄糖0.5; NaN0325.0;NaCl0.6;MgS04-7~200.8; FeS04-7~200.075;CoCl2-6~200.015;CaC03 2.0;去离子水配制0.06Mpa灭菌10min O表9为两组检验其可靠性的实验数据O表7硫酸镁浓度的筛选Table7Screening of magneSium Sulfate concentrationC MgS04/(g-L-1DTotal nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72h Control(Saline D0.0270.01312.626.50.00.0150.02119.824.90.10.0190.02014.322.60.20.0220.02228.624.90.30.0190.02223.229.10.40.0270.02219.640.30.50.0230.02023.740.00.60.0230.02522.529.70.70.0160.01638.343.30.80.0170.01523.235.00.90.0190.01731.156.4表8碳酸钙加量的筛选Table8Screening of calcium carbonate concentrationC CaC03/(g-L-1DTotal nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72h Control(Saline D0.02060.009216.014.900.01090.009016.813.52.00.02770.027715.324.94.00.02570.022211.514.56.00.02620.023910.314.08.00.03070.025011.013.0从表中数据看核酸的量基本能够维持在一个范围内而效价也有提高尤其是在后两天提高较大O在我们研究初始培养基时就曾经发现过类似情况所以一般选取的检测时间点为48h和72h O另外根据检测结果所有实验中的庆大霉素几乎完全释放O因此在这一系统中可以排除分泌过程对庆大霉素生产的影响能够用于研究影响合成的因素O表9庆大霉素静息细胞培养基验证实验Table9Verification teSt of reSting cell mediumt/hTotal nucleic acid/(g-L-1DTeSt No.1TeSt No.2Total potency/(U-mL-1DTeSt No.1TeSt No.200.0250.02331.129.1120.0260.02230.928.3240.0230.02233.631.5360.0250.02035.229.6480.0270.01932.431.3600.0260.02136.635.6720.0230.01941.439.6 2.2培养温度对产物合成的影响在表10中以72h与48h的总效价之差除以731第2期谌颉等:静息培养基的筛选及在此体系中庆大霉素的合成72h的核酸量得到一个比值并将其作为比合成速率的一个表征O可以看出尽管在3个温度下静息情况都类似但是从庆大霉素的合成来说无疑34 C是最佳的这与普通培养基摇瓶实验得出的结论相同也和实际操作数据一致O表10温度对庆大霉素合成的影响Table10Influence of cluture temperature ongentamicin synthesisT/C Total nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72hSpecific rate1D/(U-mg-1D30(1D2D0.0240.02217.518.545.7 34(1D0.0270.02332.441.4399.1 38(2D0.0110.01418.221.9274.1 34(2D0.0170.01619.729.5620.31D Specific rate=Total potency(72hD-Total potency(48hD Total nucleic acid(72hD;2D The(1D(2D in table are batch number2.3中间代谢物对庆大霉素合成的影响丙酮酸是一个重要的中间体O通过向培养基中添加丙酮酸发现丙酮酸虽会使部分菌体死亡造成核酸浓度的大幅下降;但它却可以提高庆大霉素的产量O根据在分批培养中获得的数据在66~90h之间丙酮酸的量约为0.070~0.100g/L就在这一时间段内发酵单位迅速提高;而与丙酮酸浓度低至0.030~0.050g/L的一些时间段对应的效价提升缓慢O这说明丙酮酸的浓度对于庆大霉素的合成具有重要意义Oo-酮戊二酸对菌体静息状况影响很小适量添加也可以促进合成;它的存在也加速了庆大霉素的合成使48h的总效价普遍高于对照O2.4Mn2 离子浓度对庆大霉素合成的影响从表11可以看出添加硫酸锰的量最好在50mg/L左右而且锰离子量越大庆大霉素合成就进行得越快这一点与前面次级代谢物的影响类似O 这可能是锰离子对膜的通透性产生影响的结果O 2.5加入Tween20对庆大霉素合成的影响分析表12数据可以发现加入Tween20可以促进庆大霉素的合成其中尤以每升发酵液加入0.020mL为最佳O表11硫酸锰浓度对庆大霉素合成的影响Table11Influence of manganese sulfate concentrationon gentamicin synthesisC MnSO4/(mg-L-1DTotal nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72h 100.01040.013221.725.4500.02010.022529.635.81000.01980.022134.433.8Control0.01660.015819.729.5表12Tween20加入量对庆大霉素合成的影响Table12Influence of adding Tween20on gentamicinsynthesisAddition ofTween20/(mL-L-1DTotal nucleic acid/(g-L-1D48h72hTotal potency/(U-mL-1D48h72hSpecificrate/(U-mg-1D0.0100.01990.017531.530.9-34.30.0200.02070.018528.334.9356.80.0500.02180.019629.131.1102.0 Control0.01660.015819.729.5620.33结论(1D对于静息培养下的庆大霉素合成34 C的培养温度是最佳的O(2D加入适量次级代谢物如丙酮酸~o-酮戊二酸都有助于庆大霉素的合成前者在0.10g/L的浓度下使总效价提高较多而后者对于庆大霉素的合成有明显的加速作用O(3D50mg/L的硫酸锰有助于提高总效价O(4D每升培养基中加入0.020mL的Tween20对合成有好处O总的来说通过调节外部因素来促进庆大霉素的合成是有一定效果的我们将把在静息细胞系统中得到的研究结论用于指导庆大霉素的发酵工作O 参考文献:[1]李柏林储炬李友荣等.庆大霉素在菌体内的存在方式及发酵效价的影响[J].中国医药工业杂志1998 29(2D:6-9. [2]李树瑞谢幸珠.复合培养基中的菌体浓度的测定研究[J].华东化工学院学报1982 (2D:177-187.831华东理工大学学报第27卷静息培养基的筛选及在此体系中庆大霉素的合成作者：谌颉， 储炬， 张嗣良， 李友荣， CHEN Jie， Chu Ju， ZHANG Si-Liang， LI You-rong作者单位：华东理工大学刊名：华东理工大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF EAST CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2001,27(2)被引用次数：11次1.李柏林;储炬;李友荣庆大霉素在菌体内的存在方式及发酵效价的影响 1998(02)2.李树瑞;谢幸珠复合培养基中的菌体浓度的测定研究 1982(02)1.苏俊.张国政.路福平.杜连祥静息细胞法对根霉12#产抗生物质机理的研究[期刊论文]-生物技术2002,12(6)2.杨丽.咸漠.钟杰静息细胞法研究影响西索米星生物合成因素[期刊论文]-中国抗生素杂志2001,26(1)3.谌颉.储炬.张嗣良.李友荣庆大霉素分泌过程的初步研究[期刊论文]-华东理工大学学报(自然科学版)2001,27(6)4.吴松刚.黄建忠.陈必链.林琳.施巧琴庆大霉素产生菌F525种子强化工艺的研究[会议论文]-20025.宋保卫.李建正.王建新.张锋.李明奇庆大霉素动态耐药高产菌种的选育方法[期刊论文]-药物生物技术2001,8(1)6.王静.WANG Jing氧的供给对庆大霉素发酵的影响[期刊论文]-安阳师范学院学报2002(2)7.熊小彪.储炬.李友荣微波处理等因素对细菌庆大霉素分泌的影响[期刊论文]-中国医药工业杂志2002,33(4)8.李康奎.徐泠.薛春安.毛晓东庆大霉素发酵废水的固液分离技术[期刊论文]-中国给水排水2005,21(2)9.张达力.储炬.李友荣氮源对庆大霉素合成与分泌的影响[期刊论文]-华东理工大学学报(自然科学版)2002,28(4)10.吴松刚.黄建忠.陈必链.林琳.施巧琴庆大霉素产生菌F-525种子强化工艺的研究[会议论文]-20001.郭会青,张淑荣,张鹏静息微生物细胞降解低浓度漏油污水[期刊论文]-化学与生物工程 2008(07)2.张达力,储炬,李友荣氮源对庆大霉素合成与分泌的影响[期刊论文]-华东理工大学学报(自然科学版) 2002(04)3.王卫,吴耀辉,黎继烈,姚跃飞静息培养条件下赤霉菌菌丝产素能力的研究[期刊论文]-工业微生物 2012(02)4.侯影飞,孔瑛,杨金荣,辛伟,于宏伟石油脱硫菌Pseudomonas stutzeri UP-1的固定化研究[期刊论文]-石油学报(石油加工) 2004(01)5.侯影飞,孔瑛,杨金荣,辛伟,张建辉,于宏伟石油生物脱硫菌UP-1培养及反应条件的优化[期刊论文]-石油大学学报（自然科学版） 2005(01)6.张琪,王秀伶,王世英,郝庆红,郭云霞,王树香牛瘤胃分离菌株静息细胞培养体系生物转化黄豆苷原[期刊论文]-生物工程学报 2010(01)7.吴小莉1，4-二氯萘、2，6-二氯萘的微生物降解实验研究[学位论文]硕士 20088.吴春海基础培养基和葡萄糖流加策略影响可利霉素发酵组分的研究[学位论文]硕士 20089.郭会青微生物处理漏油污水的研究[学位论文]硕士 200810.吴小莉1，4-二氯萘、2，6-二氯萘的微生物降解实验研究[学位论文]硕士 2008。

庆大霉素的生物合成

庆大霉素的生物合成

庆大霉素的生物合成蒋明星;鲁涛;文孟良【摘要】庆大霉素是一种多组分的氨基糖苷类抗生素,主要由5种C族化合物组成:庆大霉素C1,C2,C1a,C2a,C2b.庆大霉素的生物合成可以分为两个过程,首先是从D-葡萄糖开始到形成重要的庆大霉素前体A2,紧接着从庆大霉素A2开始通过一系列后修饰酶的催化逐步形成庆大霉素C族混合物.庆大霉素生物合成的基因簇长度约28kb,编码了DOI合酶、DOI氨基转移酶、脱氢酶、糖基转移酶、氨基转移酶和甲基转移酶等共21个蛋白.本文对庆大霉素生物合成的步骤及合成过程中的关键酶进行了综述,展望了对庆大霉素生物合成进行改造的前景及后续的研究方向.【期刊名称】《中国抗生素杂志》【年(卷),期】2016(041)001【总页数】10页(P16-25)【关键词】庆大霉素;生物合成;基因簇;后修饰酶【作者】蒋明星;鲁涛;文孟良【作者单位】云南大学云南省微生物研究所,昆明650091;云南大学云南省微生物研究所,昆明650091;云南大学云南省微生物研究所,昆明650091【正文语种】中文【中图分类】R978.1+2庆大霉素最早是由Weinstein等[1]于1963年发现的，它是小单孢菌产生的多组分的氨基糖苷类抗生素，包括C1，C2，C1a，C2a和C2b等组分。

庆大霉素主要组分C1，C2和C1a在临床上被广泛使用[2-3]，其中抗菌活性最高的是C1a，它是合成依替米星的前体[4]，其次是C2b，又称之为沙加霉素[5]。

此类抗生素能够与细菌核糖体30S亚基上的16S rRNA结合，引起遗传密码的误读，从而阻断细菌蛋白质的合成，所以主要用于治疗细菌感染，尤其是革兰阴性菌引起的感染[6-9]。

然而，在实际使用过程中由于有很高的肾毒性，所以它们在临床上的应用受到限制[10]。

有文献表明其肾毒性是由于庆大霉素能够特异性的结合73kDa的分子伴侣HSP73，从而导致伴侣蛋白活性的降低[11]，但是其具体的毒副作用机制还有待探明。

胞壁合成对庆大霉素生物合成的影响

胞壁合成对庆大霉素生物合成的影响
表1 2种抗生素外源添加对 GM 发酵 的影响
抗生素添加量a
( u m l) 0 5 10 50 GM 相对含量 (% )
图1 青霉素 (A ) 与革兰氏阳性菌特有的
糖肽 (B ) 的结构
胞壁合成不完全甚至整个胞壁合成受阻。 这 将导致胞膜裸露, 当细胞壁内外压差很大时, 可使膜破裂, 菌体死亡。 GM 合成期菌量则过 少, 发酵效价降低。 头孢菌素 C 在 10u m l 添加量时也能提 高产量17% , 但总体效果不如青霉素; 再则头 孢菌素 C 价格比青霉素贵, 因此在后续的研 究中舍去。 2. 1 青霉素添加工艺的研究 2. 1. 1 青霉素添加浓度的确定 研究表明, 10u m l 的添加量对 GM 生物 合成有积极的影响。 据此, 在发酵至 60h 时, 分别加入青霉素, 使其最终浓度为10、 15、 20、 30 和40u m l, 以研究外源添加青霉素的最佳 浓度, 结果见表2。 从表2 可知: 同对照组相比, 青霉素添加 量在30u m l 时 GM 发酵效价增长达到峰值, 提高了 90. 9% 。 添加浓度达 40u m l 时, 增长 回落。 胞外 GM 绝对值都较对照组有明显提 高。 胞内与胞外 GM 的比例, 在 0～ 20u m l, 随青霉素添加浓度的提高而降低, 20u m l 时 至最低点, 胞内胞外比为0. 43 1; 此后, 胞内 胞外比呈回升态势。 因此, 选用 20u m l 作为 最佳添加浓度。 2. 1. 2 青霉素加入时间的确定 试验设计, 分别在发酵至 24、 36、 48、 60、 72、 84 和 96h 添加 20u m l 青霉素。 结果见表 3。 在 发 酵 24 ～ 48h 内 添 加 青 霉 素 对 GM 生
・248・ 表2

庆大霉素分泌过程的初步研究_谌颉

庆大霉素分泌过程的初步研究_谌颉

华　东　理　工　大　学　学　报 Journal of Eas t China Univ ersity of Science and Tech nology V ol .27No.62001-12基金项目:国家自然科学基金资助项目(39870018)E -mail :juchu@online.s 收稿日期:2000-12-30作者简介:谌　颉(1976-),男,博士研究生,主要从事发酵过程优化及相关机理研究。

文章编号:1006-3080(2001)06-0610-04庆大霉素分泌过程的初步研究谌　颉,　储　炬*,　张嗣良,　李友荣(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海200237) 摘要:应用恒温系统及缓冲液体系,考察了温度及p H 值对分泌过程的影响,然后在此基础上又讨论了添加葡萄糖、金属离子Fe 2+、K +和M n 2+以及超声波和微波处理的效果。

实验发现,p H =7.4,温度34°C,以及添加5g /L KCl 或50mg /L Mn SO 4都能刺激庆大霉素的分泌。

关键词:庆大霉素;分泌;分泌过程;恒温系统;缓冲液体系中图分类号:TQ465.9,TQ920.6文献标识码:APreliminary Study on Secretion Process of GentamicinC HEN Jie ,　C HU J u *,　Z H AN G Si -liang ,　LI You -rong(State Key Laboratory of Bioreactor Engineering ECUS T ,Shanghai 200237,China )Abstract :The effects of p H value and tem perature o n gentamicin (GM )secretio n were studied by us-ing co nsta nt tempera ture a nd buffer solutio n system ,then the effects o f adding g lucose,Fe 2+、K +、M n 2+and trea tment of ultraso nic and microw ave were also studied .The results show that GM secretio n is pro-mo ted when the tempera ture is co ntrolled a t 34°C,pH=7.4a nd 5g /L KCl or 50mg /L MnSO 4liter w as supplem ented .Key words :g entamicin;secretion;secretio n process;co nsta nt tempera ture system;buffer solution system 庆大霉素是一种重要的氨基糖苷类抗生素。

微波处理等因素对细菌庆大霉素分泌的影响

微波处理等因素对细菌庆大霉素分泌的影响

微波处理等因素对细菌庆大霉素分泌的影响熊小彪;储炬;李友荣【期刊名称】《中国医药工业杂志》【年(卷),期】2002(33)4【摘要】研究了外加抗生素、胞外庆大霉素浓度、微波处理、培养基中氯化钠浓度等因素对于细菌庆大霉素分泌的影响。

研究结果表明 :微波处理能显著提高庆大霉素发酵分泌率及总效价 ,发酵过程中每 12 h处理一次 ,每次处理强度为 12 7.5 W 4 0 s时 ,庆大霉素分泌率由对照的 2 4 .8%增加至 4 7.5 % ,而总效价比对照提高了 4 8.5 %。

当加入 0 .6mg/ ml的短杆菌肽 ,分泌率由对照的 2 5 .1%提高到 4 2 .7% ,总效价比对照提高了 18.2 %。

胞外庆大霉素浓度、氯化钠浓度、外加抗生素如青霉素。

【总页数】4页(P164-167)【关键词】微波处理;分泌;庆大霉素;短杆菌肽【作者】熊小彪;储炬;李友荣【作者单位】华东理工大学生物反应器工程重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ465.2【相关文献】1.γ分泌酶抑制剂DAPT对庆大霉素致大鼠耳损伤及修复过程中听力及Notch2/hes1信号通路表达的影响 [J], 黄飞;刘成福;王小琴2.反硝化细菌在水产养殖污水处理中的应用及影响其处理效果的因素分析 [J], 刘昔;陈国梁;李珍3.一株细菌儿茶酚型铁载体分泌的影响因素研究 [J], 谢小军;王敬国4.微波预处理对细菌浸出低品位铀的影响 [J], 葛玉波; 周仲魁; 孙占学; 郑立莉; 饶苗苗; 徐玲玲; 高旭5.土壤中分泌嗜铁素细菌的筛选及影响其分泌因素的研究 [J], 梁建根;竺利红;吴吉安;李孝辉;桑金隆;姚杭丽;施跃峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

庆大霉素体内药动学参数的变化及其影响因素

庆大霉素体内药动学参数的变化及其影响因素

庆大霉素体内药动学参数的变化及其影响因素
王小群
【期刊名称】《右江民族医学院学报》
【年(卷),期】1995(17)4
【摘要】庆大霉素（简称庆大）是一种广谱的氨基糖甙类抗生素，临床上广泛用
于多种革兰阳性和阴性细菌的感染。

庆大在体内不代谢，90%以原型从肾脏排泄，其有效血药浓度超过12μg/ml，谷浓度超过4-8μg/ml，药蜂浓度超过12μg/ml，谷浓度超过2μg/ml以上可出现毒性反应。

【总页数】2页(P474-475)
【作者】王小群
【作者单位】右江民族医学院附院药剂科
【正文语种】中文
【中图分类】R969
【相关文献】
1.药理效应法测定蓬子菜总黄酮在大鼠体内的药动学参数 [J], 崔明宇;张凯;邢绪东;李聪慧;孔晓悦;马英丽
2.丹酚酸B、芍药苷和甘草酸复配在大鼠体内的药动学参数研究 [J], 杨春梅;曹唯仪;侯俊玲;王文全;施露
3.庆大霉素与青霉素配伍后对前者血药浓度和药动学参数的影响 [J], 范素琴;贾丹兵
4.麦考酚酸制剂体内药动学参数、临床疗效及不良反应影响因素的研究进展 [J],
傅彦妍;丁伶清;宋洪涛
5.对本科生实验"对乙酰氨基酚家兔体内药动学参数测定"的改进建议 [J], 何伟;侯钰琦;王影;马玲
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铵对庆大霉素生物合成的刺激作用

铵对庆大霉素生物合成的刺激作用

铵对庆大霉素生物合成的刺激作用
廖福荣
【期刊名称】《国外医药：抗生素分册》
【年(卷),期】1996(017)005
【摘要】已知氮源会抑制各种化学上不相关的抗生素及其它次级代谢产物的生物合成.最常见的是在有过量氮源存在情况下抗生素产量下降.铵盐是一些会干扰抗生素产生的主要氮源.研究表明,对参与抗生素合成的酶的阻遏似乎是铵的一种十分常见的影响.最近Gonzalez等利用合成培养基研究控制绛红小单孢菌NRRL2953庆大霉素(GM)形成的因子和条件时,发现铵对GM形成有刺激作用,并指出铵通过转化为谷氨酰胺而增加GM的形成.
【总页数】3页(P328-330)
【作者】廖福荣
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ465.2
【相关文献】
1.庆大霉素生物合成基因簇中抗性基因gmrB及gmrA的功能研究 [J], 万云凤;连榕;洪文荣;石贤爱
2.庆大霉素的生物合成 [J], 蒋明星;鲁涛;文孟良
3.磷酸三钙对红霉素生物合成的刺激作用 [J], 李文筠;陆隐
4.庆大霉素生物合成基因 genB4的研究 [J], 温淑平;林强;洪文荣
5.庆大霉素生物合成基因genY的研究 [J], 胡育龙;林龙镇;陈洲琴;洪文荣
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华　东　理　工　大　学　学　报 Journal of Eas t China Univ ersity of Science and Tech nology V ol .28No.22002-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(39870018)E -mail :juch u @ 收稿日期:2001-08-22作者简介:张达力(1976-),女,硕士生,主要从事发酵过程优化及其相关机理研究。

文章编号:1006-3080(2002)04-0360-04氮源对庆大霉素合成与分泌的影响张达力,　储　炬*,　李友荣(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海200237) 摘要:研究了无机与有机氮源对庆大霉素合成与分泌的影响。

分别在初始培养基中及进入生物合成期的发酵液中添加硫酸铵、硝酸钠和各种氨基酸,初始培养基中添加硫酸铵浓度为0.1g /L 时,总效价提高了23%,同时,硫酸铵对庆大霉素组分也有一定影响。

在培养至24h 添加8g /L 硝酸钠,总效价提高55%,而在初始培养基中分泌率提高了33%。

在生物合成期添加0.8g /L 赖氨酸,总效价提高了64%。

同时在静息细胞培养基中进行验证实验。

关键词:氮源;庆大霉素;合成;分泌中图分类号:TQ920文献标识码:AInfluence of Nitrogen Sources on Synthesisand Secretion of GentamicinZ H AN G Da -li ,　C HU J u *,　LI You -rong(State Key Laboratory of Bioreactor Engineering ECU ST ,Shanghai 200237,China )Abstract:The effects o f ino rganic and o rganic nitrog en sources o n synthesis and secretion o f gentam-icin in shake flask ferm etatio n were studied.(N H 4)2SO 4,NaNO 3and va rio us amino acids w ere added initially and in biosynthesis phase.The results show ed tha t to tal potency increased by 23%when the con-centratio n o f (N H 4)2SO 4w as 0.1g /L;com ponent o f g entamicin w as also influenced by (N H 4)2SO 4;to tal potency incresased by 55%when 8g /L NaNO 3w as added a t 24h;secretio n ratio increa sed by 33%when 8g /L NaNO 3w as added intially ;tota l po tency increased by 64%w hen 0.8g /L lysine was added in the biosynthesis phase .At the sam e tim e ,v erified ex perim ent w as do ne in the resting cell system .Key words :nitro gen so urce ;gentamicin ;synthesis ;secretion 庆大霉素(Gentamicin ,GM )是由绛红小单孢菌(Micromonospora purpura )和棘孢小单孢菌(Mi -cromonospora echinospora )发酵生产的一种氨基糖苷类广谱抗生素。

自投产以来虽历经多方面的技术改进,包括菌种选育及发酵调控的优化[1～2],生产单位仍无太大的提高。

根据一些初步试验的结果[3],认为生产的瓶颈在庆大霉素自胞内输送至胞外的过程,即分泌过程。

因此把研究重点放在分泌机制上,而这种机制的阐明将有助于减少庆大霉素在胞内的积累,从而有利于庆大霉素的生物合成。

本文主要研究了氮源对庆大霉素合成与分泌的影响。

1　材料与方法1.1　菌种和试剂菌种:棘孢小单孢菌绛红变种49-92S(上海四药股份有限公司提供)。

检验菌株:短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus )(上海四药股份有限公司提供)。

实验所用试剂均为分析纯。

3601.2　培养基孢子斜面培养基:淀粉、硫酸镁、硝酸钠、氯化钠、琼脂等,消毒前pH为7.8。

种子培养基:黄豆饼粉、葡萄糖、碳酸钙等,消毒前pH为 6.8。

发酵培养基:黄豆饼粉、淀粉、碳酸钙、蛋白胨、氯化钠、硫酸亚铁等,消毒前pH为7.2。

效价检定培养基:蛋白胨、牛肉膏、磷酸氢二钾、琼脂,消毒前pH为8.0。

静息细胞培养基(g/L):葡萄糖0.5、NaNO3 25.0、NaCl0.6、Mg SO4·7H2O0.8、FeSO4·7H2O 0.075、Co Cl2·6H2O0.015、Ca CO32.0,去离子水配制,0.6M Pa灭菌10min。

1.3　实验仪器T GL-16型高速台式离心机,上海医疗器械厂; PYS-DHS型恒温培养箱,上海跃进医疗器械厂; Orio n828型pH测试仪,ORION RESEARC H INC; 752紫外分光光度计,上海分析仪器三厂;RS-20Ⅲ型冷冻离心机,TOM Y SEIKO CO.LTD.TOKYO JAPAN;HP1100型高效液相色谱仪,安捷伦有限公司。

1.4　实验方法GM两级发酵工艺:孢子斜面种子瓶发酵瓶。

培养条件为斜面接种后,于34°C培养7d, 4°C冷藏2周后备用。

种子液34°C摇床培养34h。

摇瓶发酵:接种量4%,发酵温度34°C,发酵周期120h,摇床转速230r/min。

菌体收集:收集培养了72h的发酵液[4],4°C, 4000r/min冷冻离心10min,倒去上清液,挖出菌体。

将菌体用生理盐水清洗2次,最后用生理盐水配制成一定浓度的菌悬液。

菌体培养:将菌悬液摇匀,在超净台将其接入装有静息细胞培养基(菌悬液∶静息细胞培养基=1∶10(V/V))的摇瓶中(摇瓶装量为10%),34°C,240r/ min摇床培养。

生物效价测定:管碟法(中国药典2000版)。

组分的测定:高效液相色谱法[5]。

C18柱(Hy-persil5μm);以水-冰醋酸-甲醇(25∶5∶70(V/V))配置的庚烷磺酸钠溶液(0.02mo l/L)为流动相(必要时调节甲醇的含量);检测波长为330nm,流速1.0m L/min。

2　结果讨论2.1　无机氮源对庆大霉素合成与分泌的影响2.1.1　硫酸铵对庆大霉素合成与分泌的影响　在初始培养基及进入生物合成期的发酵液(48h)中分别添加不同浓度的硫酸铵,对效价与分泌率(分泌率即胞外效价与总效价之比)的影响如图1。

在初始培养基中添加硫酸铵,总效价会有所提高,且在硫酸铵为0.1g/L时达到最高,总效价比对照提高了23%,分泌率略有提高。

而在生物合成期添加低浓度硫酸铵效价变化不明显,当浓度大于0.3g/L时,总效价明显下降,而分泌率则是先上升后下降,并在硫酸铵浓度为0.2g/L处分泌率提高了25%。

原因可能是初始培养基中适量的硫酸铵提高了氮源浓度,促进了菌体生长,为合成庆大霉素打下基础。

曾有研究表明,在过量氮源存在时抗生素产量下降。

最常见的是,过量的铵盐对参与抗生素合成的酶具有阻遏作用[6]。

在初始培养基中添加0.4g/L硫酸铵会促进菌体分泌庆大霉素,但是在生物合成期添加硫酸铵,菌体无法立即利用,使硫酸铵浓度过高,菌体内部的生理环境被改变,硫酸铵为生理酸性物质,膜电位相应改变从而抑制其分泌。

图1　添加硫酸铵对庆大霉素效价和分泌率的影响Fig.1　Effect o f(N H4)2SO4o n po tency and secre tion ra tio of GM▲—Initial phase;■—Biosyn th esis ph as e361第4期张达力等:氮源对庆大霉素合成与分泌的影响 表1　添加硫酸铵对庆大霉素组分的影响Table1　Effec t o f(N H4)2SO4o n the co mponents o f GMc(NH4)2SO4/ (g·L-1)Compon ents of GM(%)1)C1C1a C2a C2Com ponen ts of GM(%)2)C1C1a C2a C20　45.0 3.318.633.132.17.222.138.70.540.1 6.021.332.730.311.822.735.21.042.5 6.622.528.432.012.823.631.51.534.2 4.220.441.128.88.121.541.52.044.2 6.817.331.729.913.519.637.0 1—M eth od of relativ e area;2—M eth od of relative height 无论是庆大霉素产生菌的发酵液还是庆大霉素成品主要含有C1、C1a、C2、C2a4种组分。

其中C1的毒性最小,C2最大。

C1组分的体内抗菌活性大于C2,治疗指数高,疗效好。

目前对工业生产的庆大霉素成品要求C1组分含量高一些,C2含量低一些。

实验表明,硫酸铵对庆大霉素的组分合成也有一定影响。

从表1可知,当硫酸铵浓度在0～2g/L时,添加硫酸铵普遍提高了C1a的含量,而使C1的含量略为下降。

添加0.5g/L硫酸铵的总效价提高了34%,但是有效组分C1+C1a的含量却下降;当浓度提高到1g/L 时,总效价提高24%,有效组分C1+C1a的含量提高了 1.7%;当浓度提高到2g/L时,总效价下降了18.7%,有效组分含量提高了3.5%,所以权衡之下添加1g/L的硫酸铵是最有利的。

这说明添加硫酸铵确实对庆大霉素的合成有利。

2.1.2　硝酸钠对庆大霉素合成与分泌的影响　在初始培养基中和发酵时间为12h、24h、36h、48h(刚刚进入生物合成期)的发酵液中加入8g/L的硝酸钠,分别测定胞外效价与总效价,从图2可以看出在初始培养基中添加硝酸钠可以提高效价与分泌率,而生物合成期添加不利于庆大霉素的合成与分泌。

从图2可知,在生物合成期前添加硝酸盐都可使总效价得到提高,但是在开始培养到发酵至24h 这个时期,越晚添加总效价就越高,在24h时添加硝酸钠,最后放瓶效价比对照提高了55%。