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

發(fā)展與展望4123甾體化合物的微生物轉(zhuǎn)化CompanyLogo1.甾體化合物簡介甾體類化合物是廣泛存在于自然界中的一類由27-30個碳原子組成的且在其17位碳上帶有七個以上的碳原子側(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)來源于不同微生物的羥化酶能選擇性的對甾體母核上的次甲基進(jìn)行羥基化，微生物對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關(guān)鍵步驟，還為甾體藥物合成提供了一個關(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體藥物的母核都是通過將從動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^邊鏈降解生成AD和ADD，但大微生物會繼續(xù)將AD和ADD降解成水和二氧化碳。微生物開始降解甾體母核前，首先會先將C-9羥基化，之后會形成9α-OH-ADD，A環(huán)芳香化后會使C-9和C一10之間的單鍵斷裂，從而使B環(huán)開環(huán)(Sonomoto，1983)。微生物對甾體母核的降解機(jī)理

CompanyLogo2.6.1

抑制甾核降解方法對甾醇結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造加入酶抑制劑抑制對菌種進(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程中所遇到的最主要的問題是甾醇底物在水溶液培養(yǎng)基中溶解度問題。

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.2002(7):93~95.[7]陳騊聲.近代工業(yè)微生物學(xué)(下冊)[M].上?？茖W(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