甾体生物转化技术研究的现状与进展_许正宏
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解读合成生物技术生产甾体激素中间体的研究展望甾体类药物在临床应用比较广泛,仅次于抗生素类药物,而这些不同结构的甾体药物分子结构都是通过甾体激素中间体衍生的。
甾体激素中间体传统生产方式中包括化学合成和植物提取皂素法,这两种生产方式不仅反应结构单一,需要消耗的成本高,同时还会对环境产生污染。
所以必须要对甾体激素中间体的生产技术进行研究,本文主要以合成生物技术为例对生产甾体激素中间体的方式进行解读,并对未来的发展趋势进行展望。
标签:合成生物技术;甾体激素中间体;研究甾体类药物是一种含有环戊烷多氢菲母核结构的激素类药物,比如常见的倍他米松、地塞米松等。
甾体类药物与抗生素是二十世纪药物工业发展中的两大突破,对治疗呼吸系统、肿瘤以及内分泌等方面的疾病具有重要的作用。
甾体类药物每年的销售量大,达到世界医药产品总额的10%。
甾体类药物生产中甾体激素中间体是一种应用比较广泛的药物形式,具有非常强大的市场需求,但是传统生产工艺中成本高、产品单一以及生产污染等问题导致甾体类药物的发展受到限制,所以还需要加强对甾体激素中间体生产技术的完善。
一、合成生物技术在甾体激素类中间体生产的解读(一)异戊二烯下游药物生产合成生物是以工程学思维为基础的,设计和构建的新生物模块、元件、系统或者一种天然系统的具有新功能、用途的,能够满足人类发展要求的生物技术。
合成生物技术当前已经被广泛的应用到能源、环境和醫药中,并取得了突破性的发展。
当前已经出现多种细胞异戊二烯基础上的下游药物生产模式。
将异戊二烯焦磷酸作为前体分子,并通过聚合、降解以及修饰等方式合成多种萜烯类药物,比如丹参酮、青蒿素、人参皂苷等,或者甾体激素类药物,比如黄体酮。
在青蒿素的生产中以美国加州大学伯克利分校的Jay教授为领军人物。
Jay 教授在2003年首次通过大肠杆菌表达青蒿素的克隆基因,并获得青蒿二烯。
2006年课题组又通过酵母素对青蒿二烯合成酶的基因进行导入,并通过P450氧化酶实现酶基因的还原,生产青蒿酸。
天然药物中甾体类化合物的研究进展天然药物中甾体类化合物的研究进展摘要:对天然药物中甾体类化合物分别在不同领域不同种类的各类化合物进行系统的整理和研究,药物概述,药理活性,分离方法,等作一系统各类的研究。
关键词:天然药物,各类化合物系统研究正文:1.重要甾体化合物概述1.1甾体皂甙(Steroidal saponins)是植物中一类重要的生物活性物质,甾体皂甙的研究在天然产物化学中一直占有重要的地位。
有关甾体皂甙的分离、鉴定和结构测定的研究已有较多报道。
甾体皂甙的甙元是含有27个碳原子的螺甾醇或呋甾醇,大多存在于单子叶植物的百合科,石蒜科和薯蓣科等植物中。
[1]1.2强心苷是一类具选择性强心作用的药物,又称强心甙或强心配糖体,仅分布在被子植物中,如玄参科、夹竹桃科、百合科等,具有加强心肌收缩力、减慢心率对心肌电影响等药理作用,临床上主要用以治疗慢性心功能不全,此外又可治疗某些心律失常,尤其是室上性心律失常,近些年发现其还有抗肿瘤作用。
2.药理活性2.1天然甾体皂甙的生物活性研究及其临床应用,最早为法国的专利,报道薯蓣皂甙元(diosgenin)及其甙有抗关节炎作用。
前苏联的科研人员发现高加索薯蓣中的皂甙提取物有降胆固醇的作用,临床实验也有证明。
80年代Ravikumer 等发现云南白药中的薯蓣皂甙有抗癌活性。
从龙舌兰科的植物(Dracaena afromontan)中分离出的新甾体皂甙(afromontoside)具有抑制KB细胞的活性。
另外,美国Pfizer 制药公司用替告皂甙元(tigogenin)和海柯皂甙元(Hecogenin)为甾体母核所合成的纤维双糖甙有很强的降血脂作用。
我国也有很多有关甾体皂甙生物活性的报道。
例如,从重楼属植物中分离出的甾体皂甙,具有止血、免疫调节、抗肿瘤及对心血管系统的作用。
从叉蕊薯蓣(Dioscorea collettii)中分离得到的叉蕊皂甙Ⅱ有很明显的降胆固醇活性。
2024年甾体激素市场前景分析引言甾体激素是一类重要的生物活性物质,广泛应用于药物、化妆品、食品添加剂等领域。
随着人们对健康和美容需求的增加,甾体激素市场呈现出较高的增长潜力。
本文将对甾体激素市场的前景进行分析,并探讨其发展趋势和市场机遇。
当前甾体激素市场状况目前,甾体激素市场呈现出以下几个特点:1.市场规模持续扩大:随着人们对保健和美容的追求,甾体激素市场的规模逐年扩大。
特别是在发达国家,甾体激素作为功能性成分,广泛应用于药物、化妆品等领域。
2.技术进步推动市场发展:随着科技的不断进步,生产技术和检测技术的提升使得甾体激素市场得以更好地发展。
新技术的应用不仅提高了甾体激素的纯度和稳定性,还增强了其生物活性和安全性。
3.消费者需求多样化:现代消费者对产品的要求越来越高,他们追求更健康、更安全的生活方式。
甾体激素作为健康保健和美容的重要成分,市场需求不断增加。
甾体激素市场发展趋势1.市场关注重点由治疗向保健转移:随着医疗技术和健康意识的提升,甾体激素市场的关注点逐渐从治疗向保健转移。
人们开始注重甾体激素在预防疾病和促进健康方面的作用,市场潜力更大。
2.生物技术的应用推动市场发展:生物技术的不断进步为甾体激素市场的发展提供了新的机遇。
通过生物技术手段,可以生产更高纯度的甾体激素,满足不同领域的需求。
3.纳米技术助力创新产品研发:纳米技术的应用使得甾体激素能够更好地被吸收和利用。
通过纳米技术,可以制备出具有更好效果和更小剂量的甾体激素产品,增强其市场竞争力。
甾体激素市场的机遇与挑战1.市场机遇:随着人们对健康和美容的需求不断增加,甾体激素市场面临巨大的发展机遇。
尤其是在发展中国家,由于人口增长和消费水平提升,甾体激素市场具有较大的潜力。
2.市场挑战:甾体激素市场面临着一些挑战。
首先,安全性问题一直是制约市场发展的关键因素,需要加强监管和检测。
其次,产品竞争激烈,市场进入门槛较高,需要不断创新和提升技术水平。
综述与专论甾体药物化学的新进展 ——甾体转化酶及其抑制剂的研究近况谭载友 廖清江(广东药学院药物研究所 广州 510224)摘 要 在分子水平研究的基础上讨论了3-氧-5-烯甾体异构酶与芳构化酶的活性部位及作用机制,并介绍了甾体转化酶抑制剂的开发和甾体芳构化酶抑制剂的研究进展。
关键词 甾体转化酶 甾体转化酶抑制剂 芳构化酶 甾体芳构化酶抑制剂 当人们研究和认识了疾病的生化变化因果关系以后,便以酶为研究对象来研制新药。
已有很多药物是和酶相互作用后起效的:通过抑制或促进酶的活性,恢复被紊乱了的调节机制或受到干扰的正常生化变化过程。
近代生命科学的发展已经阐明了一些酶的三维结构;分子生物学研究亦揭示了大量酶促反应的过程和细节,从而提供了新药作用的靶向。
并据此设计出新的酶抑制剂。
下面分述甾体转化酶的研究进展以及与甾体相关的酶抑制剂的研究开发现状。
1 甾体转化酶1.1 3-氧-5烯甾体异构酶3-氧-5-烯甾体异构酶可以使3-氧-5-烯甾体或3-氧-5(10)烯甾体转化为相应的不饱和酮,显示显著有效的催化作用。
这种酶能结晶,催化反应很容易进行,不需要辅助因子,因此它对甾体化学、酶甾体反应机制和动力学的研究非常有利。
这种异构酶具有可分辨的直径小的亚基,分子量13.394K D。
它具有两个均相动力学甾体键合区域,每一个前体由125个氨基酸组成。
应用氘标记底物的方法证明,某些甾体异构化反应的主要途径是4 -氢通过二烯醇分子内转变为6 位置,此质子的转移是通过异构酶来实现的。
1.2 活性部位的定位当竞争性抑制剂 , -不饱和甾体酮(I)存在时,光( >300nm)可使酶不可逆失活。
已经证明这种失活反应发生在酶的活性位置[1]。
为了分辨光反应位置,H earne和Benisek[2]通过睾酮和半胱氨酸配对,以乙二胺作隔间,连接O-(羟甲基)琼脂糖颗粒,制备成固态光亲和剂(Ⅱ)。
将异构酶放入光试剂小柱,应用光辐射产生酶-试剂复合体。
中国甾体药物行业发展概况、未来发展趋势及影响行业发展的主要因素分析一、甾体药物行业概况及其发展情况(1)甾体药物的基本情况甾体药物是一类按化学结构命名的药物,指分子结构中含有“环戊烷并多氢菲”母核结构的药物。
甾体药物在化学药物体系中占有重要的地位,是仅次于抗生素的第二大类药物。
对机体起着非常重要的调节作用,具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克的药理作用,能改善蛋白质代谢、恢复和增强体力以及利尿降压,广泛用于治疗风湿性关节炎、支气管哮喘、湿疹等皮肤病、过敏性休克、前列腺炎、爱迪森氏等内分泌疾病,也可用于避孕、安胎、减轻女性更年期症状、手术麻醉等方面,以及预防冠心病、艾滋病、减肥等。
甾体药物可根据下游产品属性分为性激素、孕激素、皮质激素及其他类。
性激素主要用于激素替代治疗、计生用药或促进肌体健康,促进蛋白质的合成以及提高身体免疫力等,比如雌性激素雌二醇、雄性激素康力龙等。
孕激素主要用于孕激素缺乏引起的相关疾病治疗,或与雌激素联合使用作为计生用药。
皮质激素主要用于物理性损伤、化学性损伤、免疫性损伤以及无菌性炎症等各种急慢性炎症的治疗,另外还用于抗休克、退热、刺激骨髓造血功能、维持人体内水和电解质的平衡等,比如治疗过敏性皮炎用药氟轻松、消炎药地塞米松、抗哮喘用药氟替卡松、布地奈德等。
甾体药物其他类包含胆酸类用药熊去氧胆酸,心血管用药依普利酮,抗癌药物阿比特龙,肌松药物维库溴铵、罗库溴铵,利尿剂螺内酯等不同类别用药,甾体其他类药物品种种类不断增加,应用范围不断扩大,在甾体类药物中极具潜力。
目前全球生产的甾体类药物已超过400种,其中最主要的是甾体激素类药物。
自二十世纪九十年代以来,国际市场甾体激素药物销售额每年以10%-15%的速度递增,2020年全球甾体激素药物销售额预计将达到1,500亿美元,目前,甾体类药物是仅次于抗生素的第二大类化学药。
(2)我国甾体药物产业链的基本情况由于甾体药物产业链较长,根据甾体药物生产厂商的产品所处产业链的不同位置可以将产品分为起始物料、中间体、原料药及制剂。
甾体类药物的研究现状与进展作者:姚韧辉来源:《科技风》2016年第18期摘要:伴随着微生物转化技术的发展,甾体药物已经成为世界上销售额第二大的药物,仅次于抗生素类药物。
本文从甾体激素、甾醇、强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱等类别,对近年来甾体药物的研究现状与进展进行综述。
关键词:微生物转化;甾体药物;研究进展自然界中甾体类化合物分布广泛,具有多种生理活性。
至今为止,全球生产的甾体药物高达400多种,其包括甾体激素类、甾体生物碱、强心苷类、甾体皂苷类等[ 1 ]。
近年来,随着甾体生物转化技术的不断发展,甾体药物被广泛应用于治疗风湿、心血管、胶原性疾病、淋巴性白血病、人体器官移植、抗肿瘤、细菌性脑炎、皮肤病、内分泌失调等疾病。
据统计,2011年甾体激素药物销售额就已高于280亿美元,约占全球医药总销售额的6%,成为产量第二大类药物,仅次于抗生素[ 2 ]。
本文主要对近年来国内外甾体药物的研究发展进行综述。
1 甾体激素类药物甾体激素是一类重要的活性物质,能够维持生命、调节机体新陈代谢、促进性器官发育等。
按其生理活性的不同分为三大类:蛋白同化激素、肾上腺皮质激素和性激素。
目前,合成甾类激素的原料主要有胆甾醇、薯蓣皂甙元、剑麻皂甙元、澳洲茄次胺等[ 3 ]。
1.1 肾上腺皮质激素,各国药典收录的皮质激素类药物种类如下美国药典1995年版49种,英国药典1993年版28种,日本1991年版24种,中国1995年版19种[ 4 ]。
其中相对比较安全的糖皮质激素药物,也是临床应用较广的药物是。
目前,国内地塞米松是以皂素作为起始原料,通过化学合成和生物发酵过程制得,主要生产企业有浙江仙琚制药有限公司、上海华联药业有限公司和天津药业有限公司。
1.2 性激素有三种类型:雄激素、雌激素和孕激素它负责第二性征和副生殖器官发育,是由性腺分泌。
常用的雌激素有,主要用于妇女绝经后综合症的曲美孕酮和雌二醇,用于口服避孕药的乙炔雌二醇。
甾体生物转化羟化反应的机理及条件研究某某(成都理工大学化学工程与技术)摘要:甾体化合物普遍应用于医学等领域,具有不可替代的作用。
对于甾体化合物的生物转化又是其合成主要方式。
文中讲述了甾体化合物生物转化中的羟化反应及其相应条件影响等。
关键词:甾体化合物; 生物转化; 羟化反应。
甾体化合物(Steroids)又称类固醇,是环戊烷多氢菲类化合物的总称。
甾体化合物具有各种生物活性,由于甾体母核上取代基位置种类不同、双键位置或者立体构型等不同,形成了一系列具有独特生理功能的甾体化合物衍生物[1]。
甾体化合物种类繁多,普遍存在于自然界中,成千种甾体化合物已经被报道存在于一些生物体中。
比较常见的有:植物组织中的薯芋皂素类、大豆甾醇和油甾醇;昆虫中的蜕皮甾体;动物组织中的糖皮质激素、盐皮质激素类、雌二醇,孕酮和雄酮等性激素、胆固醇、胆酸等;还存在于酵母和霉菌等低等生物中,如麦角固醇等[2]。
甾体化合物具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克等药理作用。
近年来,甾体化合物在医疗领域的应用范围不断扩大,被广泛用于治疗风湿病、心血管、胶原性病症、淋巴白血病、人体器官移植、抗肿瘤、细菌性脑炎、皮肤病、内分泌失调、老年性疾病等[3]。
而生物转化是利用生物体系将加入到反应系统中的外源有机底物某一特定部位或功能基团进行特异性的结构修饰以获得有价值的不同化学产物的工艺[4]。
生物转化涉及的反应类型很多,如加氢、脱氢、氨化、脱氨、酞化、轻化、脱梭、水解、缩合、环氧化、酞胺化;卤化、酷化、脱水、甲基化、磷酸化、糖基转移反应以及底物分子的歧化、异构化、消旋化等[5]。
生物转化已经成功地应用于甾体化合物的研究与生产中,特别是甾体的羟化反应。
最早应用于工业生产的羟化反应就是利用黑根霉转化黄体酮生成Ⅱα羟基衍生物。
本文概述在生物转化甾体化合物中羟化反应的研究进展。
1 羟化反应机理同位素示踪试验的研究表明,转化到甾体化合物上的羟基是直接取代甾体碳架上的氢位置,并且取代过程中没有发生立体构型的变化,也不是通过形成烯的中间体来完成的,即羟基取代的立体构型(α或β构型)是由氢原子原来所处的空间位置决定。
甾体类药物的微生物转化研究现状
黄丕铂
【期刊名称】《医学信息(云南)》
【年(卷),期】1995(000)007
【总页数】2页(P9-10)
【作者】黄丕铂
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ467.8
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微生物生物转化甾体化合物生产雄烯二酮研究进展梁建军;汪文俊【摘要】Androstadienedione (ADD) and androstenedione (AD) are the major compounds in the synthesis of steroid drugs. Biotransformation with microorganisms was regarded as the most promising method to produce AD (D). The advance of biotransforming phytosterol into AD(D) by microorganisms was summarized.%雄烯二酮(AD)和雄二烯二酮(ADD)是甾体激素类药物重要的中间体,目前以微生物植物甾醇生物转化生产AD(D)是研究的热点,综述了微生物生物转化植物甾醇生产雄烯二酮的研究进展.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2012(051)007【总页数】4页(P1309-1312)【关键词】雄烯二酮(AD);雄二烯二酮(ADD);甾体化合物;生物转化;Mycobacterium sp【作者】梁建军;汪文俊【作者单位】中南民族大学生命科学学院,武汉430074;中南民族大学生命科学学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】Q939.9雄烯二酮(AD)、雄二烯二酮(ADD)是甾体激素类药物不可替代的中间体,几乎所有甾体激素药物都可以以AD(D)为起始原料进行生产。
以廉价的甾体化合物制备AD(D)受到越来越多的重视,植物甾醇如β-谷甾醇、菜油甾醇烷和菜油甾醇等价格低廉,自发现分支杆菌(Mycobacterium)可以选择性降解甾体化合物侧链生产17酮-甾体化合物以来,植物甾醇已成为制备AD(D)的首选原料。
1 AD(D)生产的原料采用具有甾体结构且廉价的原料生产甾体类化合物,这些化合物都有甾体环戊烷多氢菲母核结构。
甾体激素行业市场及关键中间体产业现状分析各位领导、同事:大家下午好!今天我想就之前了解过的甾体激素类药物的市场及关键中间体产业现状并结合上个月参加的甾体激素原料及中间体产业与市场论坛了解的信息向大家做个汇报和交流。
对于甾体类药物,我们之前调研过其中间体雄烯二酮、植物甾醇和氨基葡萄糖等,但是就我个人而言,对于这个领域相对比较陌生。
通过参加此次行业论坛,使我对这个行业的现状有了相对比较深刻的认识。
我想在此抛砖引玉,和大家一起交流学习一下。
一、什么是甾体类药物甾体激素药物在防治疾病方面发挥着重要的作用。
包括医药、兽药和农药,国外已经上市的甾体和激素类药物共有400多种,我国临床常用品种近百种包括剂型和成盐药物。
甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物,广泛用于治疗风湿性关节炎、支气管哮喘、皮肤病;也可用于避孕安胎、减轻女性更年期症状、减肥等。
目前,我国已经把甾体激素药物新资源开发作为医药行业近期发展的方向和重点之一。
而且激素类原料药和中间体的出口已成为我国原料药走向世界的重要品种。
然而我国在甾体药物研究、生产和临床研究方面与世界先进国家相比还有一定的差距,一方面是甾体药物合成步骤多、反应复杂、收率低、分离纯化困难;另一方面,甾体药物使用的上游原料由植物资源提取向微生物转化是革命性的。
利用生物转化和化学合成相结合的方法,替代高污染、高成本的植物原料,具有显著的经济效益和社会效益。
我国已加工的甾体激素产业链产品有:皂素、双烯、澳氏氧化物、雄烯二酮、雄烯二醇、去氢表雄酮、表雄酮、单酯脱溴等。
甾体激素原料药以资源为起始的产业链延伸,受到环保、资源利用和政策门槛的影响,使市场对原料需求不断增加,原料和关键中间体价格多变起伏。
特别是国家加强了环保在经济发展中的重要作用,对传统的黄姜皂素产业提出了严峻的挑战。
例如我国湖北的十堰市处于南水北调的核心水源区,一度被称为“黄姜之乡”,各县将黄姜作为支柱产业发展,种植面积曾高达60万亩,姜农近100万人。