甾體化合物的微生物轉(zhuǎn)化課件

甾體化合物的微生物轉(zhuǎn)化宣講人：吳慧斌

CompanyLogo甾體化合物的簡(jiǎn)介

微生物轉(zhuǎn)化甾體化合物的類型

微生物轉(zhuǎn)化的優(yōu)點(diǎn)

發(fā)展與展望4123甾體化合物的微生物轉(zhuǎn)化CompanyLogo1.甾體化合物簡(jiǎn)介甾體類化合物是廣泛存在于自然界中的一類由27-30個(gè)碳原子組成的且在其17位碳上帶有七個(gè)以上的碳原子側(cè)鏈的天然化學(xué)成分。雖然每種化合物都表現(xiàn)出不同的生物活性，但分子結(jié)構(gòu)中均含有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾體母核CompanyLogo早期傳統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)在動(dòng)物的腎上腺提取以甾體皂甙類自然資源為原料化學(xué)合成微生物轉(zhuǎn)化分支桿菌諾卡氏菌甾體化合物大部分是在醫(yī)藥上占有重要地位的激素類藥物。如皮質(zhì)酮、氫化可的松、睪酮、孕酮、雌二酮等。CompanyLogo脫氫選擇性邊鏈降解酯化環(huán)氧化羥化

氧化轉(zhuǎn)化類型2.微生物轉(zhuǎn)化甾體化合物的類型CompanyLogo2.1羥化反應(yīng)來(lái)源于不同微生物的羥化酶能選擇性的對(duì)甾體母核上的次甲基進(jìn)行羥基化，微生物對(duì)甾體的重要羥化位置有9α、11α、16α、16β、17α。C-9α羥化：9α羥化是甾體藥物合成的一個(gè)關(guān)鍵步驟，還為甾體藥物合成提供了一個(gè)關(guān)鍵中間體。CompanyLogoC-11α羥化：11α羥化是微生物轉(zhuǎn)化甾體的最重要反應(yīng)，人體及動(dòng)物體內(nèi)的酶均不能將甾體11α羥化。黑根霉+#放線菌、棒狀桿菌、諾卡氏菌CompanyLogo2.2氧

化氧化反應(yīng)主要是利用氧化酶催化羥基轉(zhuǎn)化成酮基。

Bordetellasp．B4能夠產(chǎn)胞外膽固醇氧化酶(山東大學(xué))。微生物來(lái)源的氧化酶主要是膽固醇氧化酶。CompanyLogo有研究表明醋酸可的松的l，2位上引入雙鍵形成醋酸脫氫可的松，抗炎作用增加了4倍左右醋酸可的松在1,2位上脫氫形成醋酸脫氫可的松微生物對(duì)甾體脫氫經(jīng)常發(fā)生在A環(huán)的C-1，2和C-4，5位之間2.4

脫氫反應(yīng)CompanyLogo2.6

選擇性邊鏈降解利用微生物進(jìn)行甾體邊鏈降解在工業(yè)上的重要性僅次于甾體微生物羥化。目前各類有生理活性的簡(jiǎn)體藥物的母核都是通過(guò)將從動(dòng)植物中提取的甾體化合物進(jìn)行選擇性邊鏈降解而獲得的。CompanyLogo盡管微生物能夠?qū)⒛懝檀己椭参镧薮纪ㄟ^(guò)邊鏈降解生成AD和ADD，但大微生物會(huì)繼續(xù)將AD和ADD降解成水和二氧化碳。微生物開(kāi)始降解甾體母核前，首先會(huì)先將C-9羥基化，之后會(huì)形成9α-OH-ADD，A環(huán)芳香化后會(huì)使C-9和C一10之間的單鍵斷裂，從而使B環(huán)開(kāi)環(huán)(Sonomoto，1983)。微生物對(duì)甾體母核的降解機(jī)理

CompanyLogo2.6.1

抑制甾核降解方法對(duì)甾醇結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造加入酶抑制劑抑制對(duì)菌種進(jìn)行誘變抑制甾核降解CompanyLogo2.6.2

提高甾體邊鏈降解產(chǎn)率的方法在甾體邊鏈微生物降解過(guò)程中所遇到的最主要的問(wèn)題是甾醇底物在水溶液培養(yǎng)基中溶解度問(wèn)題。

甾酮0.1mM1μM溶解度極低類固醇CompanyLogoSedlaczek

someoneHesselink提高產(chǎn)率超聲粉碎、表面活性劑及有機(jī)溶劑

環(huán)糊精應(yīng)用于分枝桿菌甾體邊鏈降解采用聚丙二醇、

硅氧烷作為溶劑細(xì)胞膜合成的抑制劑改善分支桿菌β-谷甾醇的邊鏈降解CompanyLogo將微生物基因工程的新概念應(yīng)用于甾體微生物轉(zhuǎn)化發(fā)展經(jīng)濟(jì)有效的產(chǎn)物連續(xù)回收方式將環(huán)糊精等應(yīng)用于培養(yǎng)基以提高產(chǎn)量細(xì)胞和酶的固定化以利于酶的重復(fù)經(jīng)濟(jì)利用Case1Case03Case02Case044.

發(fā)展與展望CompanyLogo參考文獻(xiàn)[1]S.L.Abidi.Chromatographicanalysisofplantsterolsinfoodsandvegetableoils.JournalofChromatographyA[J].2001(935):173-201.[2]宋曉凱.天然藥物化學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2004,201.[3]Dam，H．，1934．Theformationofcoprosterolintheintestine：Possibleroleofdihydrocholesterol，andamethodofdeterminingdihydrocholesterolinpresenceofcholesterol.BiochemJ,28,815-819．[4]ARIMAK,NAGASAWAM.BAEM,etal.MicrobialTransformationofSterolsⅠ：DecompositionofCholesterbyMicroorganisms[J].Agri.Biol.Chem.,1969,33:1636.[5]NAGASAWAM,WATANABEN,Hashibah.etal.MicrobialTransformationofsterolⅢSubstrateSpecificityforCleaviongSteroidSideChainsbyArthrobacterSinplex[J].Agri.Biol.Chem.Soc.1970,34,798[6]車成彬,劉景春,吳寶華.大豆甾醇側(cè)鏈的生物降解,哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào).2002(7):93~95.[7]陳騊聲.近代工業(yè)微生物學(xué)(下冊(cè))[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社,1982:532.[8]J.Manosroi,P.Sripalakit,A.Manosroi.BiotransformationofchlormadinoneacetatetodelmadinoneacetatebyfreeandimmobilizedArthrobactersimplexATCC6946andBacillussphaericusATCC13805.EnzymeandMicrobialTechnology[J].2003(33):320.CompanyLogo[16]林彥良.甾體化合物微生物轉(zhuǎn)化的研究[D].山東大學(xué),2009.[17]楊順楷,易奎星,楊亞力等．甾體微生物轉(zhuǎn)化C-llβ-羥基化的研究進(jìn)展．生物加工過(guò)程．2006(4):7-15.[18]CatrouxG，F(xiàn)oumier,J．C．,Blachere，H．，1968．ImportanceofthecrystallineformofcortisoneacetatefortheC-1dehydrogenationbyArthrobactersimplex．CanJBiochem，1968(46):537-542．[19]MaedaA．,MizunoT.,BunyaM,etal，CharacterizationofnovelcholesterolesterasefromTrichodermasp．AS59withhighabilitytosynthesizesterylesters．JBiosciBioeng,2008(105):341--9．[20]Kontkanen，H．，Tenkanen，M．，F(xiàn)agerstrom，R．，Reinikainen，T．，Characterisationofsterylesteraseactivitiesincommerciallipasepreparations．JournalofBiotechnol，2004(108)．51-59．[21]MalaviyaA,GomesJ.Androstenedioneproductionbybiotransformationofphytosterols.BioresourceTechnology.2008(99):6725–6737.[22]CharlesJ.Sih.Processfor