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生物转化生产雄烯二酮培养基的优化陈肖静（安徽丰原集团有限公司，安徽蚌埠233010）摘要用分枝杆菌作为试验菌株转化生产雄烯二酮，从单因子实验得出生产雄烯二酮的转化培养基的最优碳源为丙三醇，最优氮源为硫酸铵；利用正交实验得出生产雄烯二酮的转化最优培养基配比为：丙三醇1．00%（m /v ），硫酸铵1．0%（m /v ），磷酸二氢钾0．10%（m /v ），硝酸钠0．3%（m /v ），硫酸镁0．05%（m /v ）。
根据该配方进行转化，得到雄烯二酮的产量为2780mg /ml 。
关键词雄烯二酮；生物转化；正交实验中图分类号Q939．97文献标识码A 文章编号1004－8421（2012）09－1067－02作者简介陈肖静（1971－），女，安徽蚌埠人，从事生物制品开发研究。
收稿日期2012-02-25甾体药物可分为类皮质激素［1］和性激素两大类。
类皮质激素具有抗炎症、抗变态反应性功效，临床上被广泛用于治疗类风湿性关节炎、支气管哮喘及湿疹等皮肤病；性激素是治疗雄性器官衰退和某些妇科疾病的主要药物，是口服避孕药的主要成分；蛋白同化激素用于改善蛋白代谢、恢复和增强体力、利尿降压等。
另外，甾体类药物还被开发成为麻醉药、抗心率失常药、抗细菌药、抗胆碱脂酶药、抗凝血剂、抗真菌药、抗肿瘤药［3］、抗原生动物药、胆汁分泌剂、诊断剂、神经调节阻断剂、胆石分散剂、止血剂、钙调节剂、脂调节剂、神经病治疗药、泻药、安定药（治疗酗酒）等［2－4］。
由于甾体药物不可取代的用途及其治疗适应症不断扩大，甾体药物越来越引起人们的重视。
利用微生物转化技术将植物甾醇转化为甾体药物关键中间体雄烯二酮（androst-4-ene-3，17-dione ，4AD ）是甾体药物领域的一次重大革命。
通过微生物转化得到4AD ，以此合成甾体药物不仅可以大大简化甾体药物的生产工艺，降低生产成本，提高产品收率和质量，而且能进行综合利用，减少“三废”污染。
难点突破| 药物结构与第Ⅰ相生物转化的规律药物代谢是通过生物转化将药物(通常是非极性分子)转变成极性分子，再通过人体的正常系统排泄至体外的过程；生物转化是药物在人体内发生的化学变化，也是人体对自身的一种保护机能。
因此研究药物在体内的生物转化，更能阐明药理作用的特点、作用时程，结构的转变以及产生毒副作用的原因。
药物的生物转化通常分为二相：第Ⅰ相生物转化(Phase Ⅰ)，也称为药物的官能团化反应，是体内的酶对药物分子进行的氧化、还原、水解、羟基化等反应，在药物分子中引入或使药物分子暴露出极性基团，如羟基、羧基、巯基、氨基等。
第Ⅱ相生物结合(Phase Ⅱ)，是将第Ⅰ相中药物产生的极性基团与体内的内源性成分，如葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽，经共价键结合，生成极性大、易溶于水和易排出体外的结合物。
但是也有药物经第Ⅰ相反应后，无需进行第Ⅱ相的结合反应，即排出体外。
其中第Ⅰ相生物转化反应对药物在体内的活性影响最大。
一、药物结构与第Ⅰ相生物转化的规律1.含芳环、烯烃、炔烃类、饱和烃类药物第Ⅰ相生物转化的规律（1）含芳环的药物①含芳环的药物主要发生氧化代谢：在体内肝脏CYP 450酶系催化下，首先将芳香化合物氧化成环氧化合物，然后在质子的催化下会发生重排生成酚，或被环氧化物水解酶水解生成二羟基化合物。
②含芳环药物的氧化代谢是以生成酚的代谢产物为主：如果药物分子中含有两个芳环时，一般只有一个芳环发生氧化代谢。
如苯妥英在体内代谢后生成羟基苯妥英失去生物活性。
而保泰松在体内经代谢后生成羟布宗，抗炎作用比保泰松强而毒副作用比保泰松低，这是药物经代谢后活化的例子。
含强吸电子取代基的芳环药物则不发生芳环的氧化代谢。
(2)烯烃和炔烃的药物烯烃类药物经代谢生成环氧化合物后，可以被转化为二羟基化合物，或者是和体内生物大分子如蛋白质、核酸等反应进行烷基化，而产生毒性，导致组织坏死和致癌作用。
例如抗惊厥药物卡马西平炔烃类反应活性比烯烃大，被酶催化氧化速度也比烯烃快。
第三章甾体激素药物第一节甾体激素类药物概论了解甾体激素类药物的分类、药理作用；掌握甾体激素药物的结构与构效关系；了解甾体药物生物转化的类型。
教学基本内容：1甾体激素类药物的分类及其生理作用甾体类化合物（steroids）又称类固醇，是广泛存在于自然界中的一类天然化学成分，包括肾上腺皮质激素、性激素、植物甾醇、胆汁酸、C21甾类、昆虫变态激素、强心苷、甾体皂苷、甾体生物碱、蟾毒配基等。
尽管种类繁多，但它们的结构中都具有环戊烷多氢菲的甾体母核。
1.1 基本结构：环戊烷稠多氢化菲核（C17）环戊烷多氢菲由三个六元环和一个五元环组成，分别称为A、B、C、D环。
甾体化合物在母核的第10和13位有角甲基（－CH3），第3、11、17位可能有羟基（－OH）或酮基（－C=O），A环和B环有部分双键，第17位上有长短不同的侧链。
由于甾体母核上取代基、双键位置或立体构型等的不同，形成了一系列具有独特功能的化合物。
1.2 立体结构天然甾体化合物的B/C环都是反式，C/D环多为反式，A/B环有顺、反两种稠合方式。
由此，甾体化合物可分为两种类型：A/B环顺式稠合的称正系，即C5上的氢原子和C10上的角甲基都伸向环平面的前方，处于同一边，为β构型，以实线表示；A/B环反式稠合的称别系（allo），即C5上的氢原子和C10上的角甲基不在同一边，而是伸向环平面的后方，为α构型，以虚线表示。
通常这类化合物的C10、C13、C17侧链大都是β构型，C3上有羟基，且多为β构型。
甾体母核的其他位置上也可以有羟基、羰基、双键等功能团。
1.3 甾体激素分类1.3.1 根据来源与生理功能分三类（1）肾上腺皮质激素:糖皮质激素：可的松、氢化可的松，对糖、脂肪、蛋白质三大类物质代谢都具有调节作用，并能提高机体对各种不良刺激的抵抗力，临床上主要用于抗炎，抗过敏，抗休克等。
盐皮质激素（Mineralocorticoids）：醛固酮、去氧皮质酮主要影响水盐代谢，促进钠离子重吸收，钾离子排泄。
甾体微生物转化在制药工业中的应用甾体微生物转化在制药工业中的应用甾体是一类重要的有机化合物，广泛存在于动植物体内，具有多种生物活性和药理作用。
然而，由于甾体结构的复杂性和多样性，合成甾体药物常常面临着困难和挑战。
为了解决这些问题，甾体微生物转化成为制药工业中的一项重要技术。
甾体微生物转化是利用微生物对甾体底物进行特异性代谢转化的过程，通过调控微生物的生理条件和底物浓度，可以实现对甾体结构的特异性修饰和功能化。
这种方法相对于化学合成具有高效、环境友好和选择性好的优点，因此在制药工业中被广泛应用。
甾体微生物转化在制药工业中的应用主要包括以下几个方面：1. 合成特定的甾体药物：通过选择合适的微生物菌株和培养条件，可以实现对甾体结构的选择性修饰，合成特定的甾体药物。
例如，利用微生物菌株对激素类甾体进行氧化、还原、羟化等反应，可以合成雌激素类或雄激素类药物。
2. 生产原料药的前体：甾体微生物转化还可以用于生产甾体类药物的前体，为后续的化学合成提供便利。
例如，通过微生物对甾体底物进行特定的代谢修饰，可以得到具有特定官能团的化合物，作为制备激素类药物的原料。
3. 优化合成路径：甾体微生物转化在制药工业中还可以用于优化合成路径，提高药物合成的效率和产量。
通过对微生物的基因工程改造和代谢调控，可以增强微生物对底物的代谢能力和底物转化效率，从而提高药物合成的产量和纯度。
4. 新药的发现和开发：甾体微生物转化还可以用于新药的发现和开发。
通过筛选和改造具有特定代谢能力的微生物菌株，可以得到新的甾体转化产物，并对其进行药理活性和生物活性测试，从而发现新的甾体类药物。
综上所述，甾体微生物转化是制药工业中一项重要的技术，可以实现对甾体结构的特异性修饰和功能化，为甾体类药物的合成提供了有效的方法。
随着基因工程和代谢工程等技术的不断发展，甾体微生物转化在制药工业中的应用前景将更加广阔。
