第十四章 甾体激素的微生物转化工艺
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江南大学科技成果——甾体类化合物的生物转化技术
成果简介
主要针对我国甾体药物原料来源单一、初加工污染严重、甾体药物合成路线长等问题,重点开展薯蓣皂苷元清洁生产、植物甾醇生物转化以及屈螺酮重要中间体三羟基雄甾烯酮化学合成路线的生物替代等技术研究,旨在大幅度降低原料、能耗及生产成本。
创新要点
利用有高效转化能力的菌种,建立甾体的一步发酵或半合成技术,开发绿色的产物萃取技术及原位随程提取新工艺。
效益分析
建立植物甾醇生物化工生产线,转化合成4-AD、9-OH-AD等产品,投入建设资金3000-5000万元,预计年产值在2.0亿元以上。
推广情况天津药业集团有限公司、浙江仙居君业药业有限公司、河南利伟生物科技有限公司。
授权专利
一株高效转化黄姜中皂苷生产薯蓣皂苷元的菌株及其应用,201210167132.4;
一株高效转化去氢表雄酮菌株及其应用,201110438752.2;
一种利用亚麻刺盘孢霉羟化去氢表雄酮的方法,201210416740.6;
一种基于酶法辅提和微波酸解的黄姜薯蓣皂苷元清洁生产工艺,201110285328.9;
一株高效转化黄姜皂苷的菌株及其应用,201310040600.6。
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。
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。