麦角钙化醇类似物的合成研究_孙博

麦角硫因生物合成研究的新进展
麦角硫因是一种神经递质，具有广泛的药理活性和临床应用前景。

最近的研究表明，麦角硫因的生物合成是通过一个复杂的代谢通路实
现的。

这个通路由多个酶催化反应组成，其中包括三个非常重要的酶——麦角酸-6-羟化酶、麦角酸-N-甲基转移酶和麦角酸-N-氧化酶。

研究表明，这三个酶在麦角硫因的生物合成过程中起着关键作用。

近年来，利用基因工程技术和代谢工程技术对这三个酶进行基因克隆
和功能分析，为揭示麦角硫因生物合成的分子机制奠定了基础。

此外，越来越多的研究表明，微生物可以通过代谢工程技术实现麦角硫因的
工业化生产，这将有助于满足麦角硫因在医药和农业等领域的广泛应
用需求。

根据文献调研，目前国内外生产麦角固醇的方法主要有两种：利用微生物发酵法生产麦角固醇（发酵法）和从抗生素菌丝体中提取麦角固醇（提取法）。

在查阅了一些有关于麦角固醇的研究性文献后，我发现大多数研究人员都是在微生物发酵法中的菌种筛选、培养基配方、发酵条件等方面进行优化，从而得到更高产量的工艺条件。

据资料显示，国外生产麦角固醇大多采用微生物发酵法，这是因为国外对于生产麦角固醇的发酵菌的筛选主要集中于60年代，目前的工艺条件已经比较成熟。

但国内起步较晚，工艺较落后，采用微生物发酵法的成本较高，所以国内的目前的发展方向是从一些抗生素发酵废菌丝中提取得到麦角固醇。

相比较于发酵法，提取法的工艺更简便，原料更廉价且来源丰富，所以更容易扩大至工业化生产。

当然除了发酵法和提取法，我还检索到一些采用其他原料或者其他方法得到麦角固醇的专利方法，如利用电场的方法提取，利用蘑菇下脚料提取等。

以上均是生产麦角固醇的方法均是生物合成或提取，对于化学合成，我还没有检索到，不确定是否有类似于全合成的方法。

但我个人认为对于麦角固醇这种甾体类化合物，目前已经有较为成熟的生物合成方法应用于工业生产，那化学全合成的工艺想有较强的竞争力应该比较困难。

中文名称： 麦角固醇（麦角甾醇） 英文名称： Ergosterol C A S 号： 57-87-4 分子式： C 28H 44O 分子量： 396.6480 熔点： 156-158℃ 形态： 无色针状或片状结晶目录一、微生物发酵法 (1)二、废菌丝体提取法 (2)2.1、从青霉素废菌丝中提取 (2)2.1.1、方法来源： (2)2.1.2、具体方法： (2)2.2、从蔗糖蜜发酵后的废渣中提取 (2)2.2.1、方法来源： (2)2.2.2、具体方法： (2)三、其他方法 (3)3.1、以酵母为原料生产麦角固醇 (3)3.1.1、以酵母为原料的优化方法一 (3)3.1.2、以酵母为原料的优化方法二 (4)3.2、电场-半仿生技术制备绣球菌麦角固醇 (5)3.2.1、方法来源： (5)3.2.2、具体方法： (5)3.3、从蘑菇下脚料中提取麦角固醇 (5)3.3.1、方法来源： (5)3.3.2、具体方法： (5)一、微生物发酵法微生物发酵法制备麦角固醇，常用酵母菌、曲霉菌、青霉菌等。

麦角硫因生物合成麦角硫因（Ergothioneine）是一种天然产生的硫代氨基酸，它在生物体内的合成与麦角菌（Ergothioneine-producing fungi）紧密相关。

本文将探讨麦角硫因的生物合成过程以及其在生物体内的功能。

麦角硫因的生物合成通常发生在麦角菌的细胞内。

麦角菌是一类广泛分布于自然界的真菌，可以在各种环境条件下生长和繁殖。

在麦角菌体内，麦角硫因的合成主要经过四个关键步骤：酪氨酸（Tyrosine）的羟化、羟麦角甲基肽（Hydroxyergothioneine）的合成、羟麦角甲基肽的脱水、以及麦角硫因的生成。

在麦角菌体内，酪氨酸通过酪氨酸羟化酶（Tyrosine hydroxylase）催化，被转化为羟基酪氨酸（Hydroxytyrosine）。

这是麦角硫因合成的第一步，也是整个合成过程的关键起点。

接下来，羟基酪氨酸与甲硫氨酸（Methionine）在麦角菌体内发生反应，形成羟麦角甲基肽。

这是麦角硫因生物合成的第二步，也是合成过程中的重要中间产物。

羟麦角甲基肽的合成通常通过麦角甲基肽合酶（Ergothionase）催化，使得甲硫氨酸与羟基酪氨酸结合。

第三步是羟麦角甲基肽的脱水反应。

在这一步骤中，麦角甲基肽的羟基与羟基酪氨酸的羟基发生缩合反应，失去一个分子的水，形成麦角硫因的前体物麦角甲基肽。

麦角甲基肽通过麦角甲基肽酶（Ergothioneine synthase）催化，发生脱氨反应，生成麦角硫因。

麦角硫因具有稳定的环状结构，其硫原子与甲硫氨酸的硫原子相连。

麦角硫因在生物体内具有多种重要功能。

首先，它被认为是一种有效的抗氧化剂，可以中和自由基，减轻氧化应激对细胞的损伤。

此外，麦角硫因还具有抗炎作用，能够调节免疫系统的功能，并对细胞凋亡和老化起到保护作用。

一些研究还表明，麦角硫因可能对心血管疾病、神经退行性疾病和癌症等疾病具有预防和治疗的潜力。

总结起来，麦角硫因是一种由麦角菌生物合成的硫代氨基酸。

胆钙化醇胆钙化醇也叫维生素D3,是维生素D族中最重要的1种形式,主要调节体内的钙磷代谢。

维生素D是一种脂溶性的维生素，属于胆固醇类物质,主要存在于肝、奶和蛋黄中,在鱼肝油中含量最多。

维生素D有两种形式,即维生素D2即钙化醇或叫麦角钙化醇；和维生素D3即胆钙化醇。

维生素D2是由一种植物醇，麦角固醇（24-甲基-22-脱氢-7-脱氧胆固醇）转变而来。

麦角固醇在紫外线作用下其分子内B环断裂, 转变成维生素D2。

维生素D3是由皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线照射转化而来。

维生素D3是维生素D的自然形式，但并非其生物活性形式。

维生素D进入血液循环后,主要贮集在肝内。

在肝内维生素D3经D3-25-羟化酶的催化作用（需要NADPH，O2和Mg2+存在）生成25-二羟维生素D3(25-OH-D3)。

此物的生物学效应较维生素D3大3～5倍，但在生理剂量时它并无生理功能，它还需进一步代谢。

25-OH-D3从肝进入血液，和血浆中的一种特异球蛋白结合,被运送到肾脏,在肾近曲小管上皮细胞内，25-OH-D3 经1α-羟化酶系（包括黄素酶、铁硫蛋白、细胞色素P-450）的作用, 生成1,25-羟维生素D3[1,25-(OH)2-D3]。

1,25-(OH)2-D3是维生素D3的最有效形式, 其生物学效应约为维生素D3的8～10倍。

摘除肾脏的动物不能生成1,25-(OH)2-D3,所以肾脏是25-OH-D3 进行1α位羟化的唯一场所。

由于1,25-(OH)2-D3在肾内生成,并进入血液循环，进而在远处器官(如小肠、胃)发挥生理效应,所以可将1,25-(OH)2-D3也看作是一种激素。

在一定条件下,25-OH-D3可经24-羟化酶的作用转变为24,25-(OH)2-D3。

24-羟化酶也可对1,25-(OH)2-D3进行羟化,生成1,24,25-(OH)3-D3。

这些24-羟化的维生素D3的生理作用还不清楚，它们可能是维生素D3分子失活的代谢中间产物。

第33卷第1期2017年1月齐齐哈尔大学学报（自然科学版）Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition)Vol.33,No.1Jan.,2017维生素d2羟丙基-p-环糊精包合物的制备研究王双侠，柴宝丽，苏适(绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化152061 )摘要：为了提高维生素称2在制剂中的溶出度，采用三种方法制备维生素D2-羟丙基-p-环糊精包合物并考察其包合率和体外溶出度。

采用冷冻干燥法所制备的包合物，包合率为82%，是共沉淀法的1.8倍；体外溶出度在60min内达到90%，是未包合物的6倍。

冷冻干燥法所制备的维生素D2羟丙基-p-环糊精包合物产品包合率高、能显著提 高维生素称2的体外溶出度。

关键词：维生素称2;包合物；制备方法；包合率；溶出度中图分类号：TQ463 文献标志码：兴文章编号：1007-984X(2017)01-0083-02维生素D2又名麦角钙化醇，其能够促进钙的吸，在临床上主要用于治疗和预防佝倭病、骨软化症等疾 病[1]。

由于其不溶于水，稳定性较差，限制了其在药物制剂中的应用，为此，本实验采用水溶性包合材料 羟丙基-P-环糊精对维生素称2进行包合，并对包合工艺、包合率、及溶出度进行研究比较。

1实验材料高效液相色谱仪（美国Waters公司）；磁力搅拌器（上海皆准仪器设备有限公司）；冷冻干燥机（浙 江恒威电子科技有限公司）；差示扫描量热仪（上海皆准仪器设备有限公司）；维生素称2对照品（中检所，100155-201207 );维生素称2原料（湖北兴河化工有限公司）；羟丙基-p-环糊精（珠海市浓霖化工科技 有限公司）；其它试剂均为分析纯。

2实验方法与结果2.1维生素D2-HP-P-CD包合物的制备与验证2.1.1冷冻干燥法将维生素称2与羟丙基-p-环糊精（HP-p-CD)按1:2摩尔比称量，包合材料用热水溶解，加人维生 素称2搅拌0.5 h，微孔滤膜滤过，冰箱冷冻过夜再冷冻干燥，干燥物粉碎。

麦角固醇的市场前景作者：佚名医药原料来源：本站原创点击数： 932 更新时间：2002-11-28 [关键词]：,麦角固醇,青霉素发酵废菌丝体,维生素健康网讯：摘要麦角固醇在紫外线照射下可转化为维生素D2前体，加热异构失去两个氢原子得到VD2，是生产 VD2、氧化可的松、黄体酮和芸苔素内酯的原料，市场需求呈上升趋势。

麦角固醇的生产方法有发酵法和提取法两种，江西赣南制药厂、四川科德药业公司和四川江鑫公司采用发酵法生产，总生产能力不足10t/a；山东东辰集团与北京化工大学合作开发了从青霉素发酵废菌丝体中提取麦角固醇的工艺技术，已建成生产能力为4t/a麦角固醇的工业性生产装置。

麦角固醇（Ergosterol）的化学名称为24β-甲基胆固醇-5，7烯-3β-羟基，又称麦角甾醇，常温下是固体，熔点为156～158℃，23℃时旋光度为127.5 （C＝1.2，CHCI3），不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、石油醚、庚烷等有机溶剂。

在乙醚中得无水晶体，在乙醇中得片状晶体。

麦角固醇在空气中能被氧化。

麦角固醇在紫外线照射下可转化为维生素D2前体，加热异构失去两个氢原子而得到VD2。

生产方法目前，国内外生产麦角固醇的方法有2种，一是采用酵母发酵法，即通过培养生产麦角固醇的酵母而得到；另一种是从青霉菌丝体中提取麦角固醇。

发酵法我国在20世纪80年代末由中科院微生物所等单位开始研究用发酵法生产麦角固醇。

发酵法所用的菌种主要为酵母菌，生产成本较高。

培养基的成分确定酵母菌所需的营养物质包括碳源、氮源、磷源及无机盐。

碳源选用蔗糖；氮源选用酵母粉、尿素；磷源选用磷酸二氢钾；无机盐选用硫酸镁。

流加工艺采用流加操作的目的是控制基质浓度。

酵母细胞的破碎、皂化破碎与皂化在同一反应器中进行。

加热、搅拌及化学剂结合过程的温度控制在130℃；加盐皂化以除去细胞中的蛋白质和核酸。

萃取、浓缩、结晶以甲苯为溶剂萃取，将萃取液浓缩、结晶。

过滤、结晶、干燥过滤除杂质，加晶种结晶，将结晶物干燥得成品。

酵母麦角固醇生物合成及其基因调控的研究林晓珊;江宏文;张毅【摘要】麦角固醇是真菌细胞膜中的重要组成成分,是维生素D2的合成前体,也是一种重要医药材料.近年来,麦角固醇生物合成途径已经被弄清,其基因调控也获得了初步的进展.就麦角固醇的生物合成途径、酶在细胞内的分布及其基因调控进行综述.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2010(027)006【总页数】4页(P83-86)【关键词】麦角固醇;生物合成;酶;基因调控【作者】林晓珊;江宏文;张毅【作者单位】华南理工大学生物科学与工程学院,广州,510006;华南理工大学生物科学与工程学院,广州,510006;华南理工大学生物科学与工程学院,广州,510006【正文语种】中文【中图分类】Q946.48自从1898年Tanret首次从麦角中分离得到麦角固醇。

麦角固醇的合成是一个多酶参与的复杂过程，根据不同酶的编码基因在途径中作用，可将途径上的基因分为必需基因和非必需基因。

当基因所表达的功能被阻断时，将对细胞产生致死效应，这类基因称为必需基因。

在麦角固醇合成途径中，催化酵母固醇转化为麦角固醇的一系列反应的酶失活，但不会影响细胞正常生长，对应的编码基因则被称为非必需基因。

在麦角固醇合成途径前期基因如：ERG9、ERG1、ERG7、ERG11、ERG24、ERG25、ERG26、ERG27被认为是必需基因，麦角固醇合成后期的其他基因则是非必需基因。

1993年，麦角固醇的结构被确定，并发现它与胆固醇之间具有高度的结构相似性，因此认为麦角固醇的生物合成途径可能与胆固醇的生物合成途径相似。

在参照胆固醇生物合成途径研究方法的基础上，麦角固醇的生物合成途径被弄清楚，其可分三个阶段：乙酰辅酶A到甲羟戊酸；甲羟戊酸到焦磷酸法呢酯；焦磷酸法呢酯到麦角固醇。

本文就从焦磷酸法呢酯到麦角固醇的生物合成途径做详细阐明，其生物合成途径如下：焦磷酸法呢酯角鲨烯环氧鲨烯羊毛固醇4, 4-二甲基-胆固-8,14, 24三烯醇4,4-二甲基酵母固醇酵母固醇粪固醇上位固醇麦角-5,7,24三烯醇麦角-5,7,22,24四烯醇麦角固醇1 麦角固醇生物合成途径中相关基因的研究1.1 ERG9ERG9[1]基因编码角鲨烯合成酶，催化2分子焦磷酸法呢酯形成麦角固醇生物合成途径中第一个固醇分子，是麦角固醇合成的直接前提，包含1个开阅框，编码444 个氨基酸的蛋白质，蛋白分子量为51700，其中41%的氨基酸是疏水残基，亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸占了27%，有4个可能的跨膜区域，主要位于羧基端，因此是膜结合蛋白。