收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

甾体药物中间体HMPDD的C_(1,2)位微生物脱氢工艺和动力学研究

王普  
【摘要】: 抗炎甾体激素药物的母核在C_(1,2)位置导入双键后,能成倍地提高其抗炎活性。与化学方法相比,采用微生物法脱氢,具有反应条件温和、专一性强(包括结构专一性和立体专一性)以及转化率高等优点,已成为甾体激素药物生产中的重要反应之一。 倍他米松(Betamethasone),即16β-甲基-9α-氟氢化泼尼松(16β-methyl-9 α-fluoroprednisolone),是目前糖类皮质激素中作用最强的药物之一,其抗炎作用是氢化可的松(hydrocortisone)的35倍,比强的松高10倍,是地塞米松的2.5倍,且副作用小。倍他米松的生产,一般采用剑麻或薯蓣皂素为合成的起始原料。在合成路线中,17α—羟基—16β—甲基—孕甾—4,9(11)—二烯—3,20—二酮(简称HMPDD),经微生物脱氢生成17α—羟基—16β—甲基—孕甾—1,4,9(11)—三烯—3,20—二酮(简称HMPTD),是关键反应之一。该反应可由简单节杆菌催化实现。反应式如下: 论文在对我国甾体药物工业的现状,微生物转化技术在甾体药物生产中的应用,甾体激素的微生物脱氢研究进展,以及新技术的开发等方面加以全面综述的基础上,针对HMPDD生物转化脱氢的研究报道很少,以及在实际生产中存在的转化率偏低等问题,就HMPDD生物转化脱氢的菌种选育,甾体脱氢酶产酶条件,生物转化新工艺以及生物转化的动力学等方面进行了深入的研究。 首先对适用于HMPDD生物转化脱氢的微生物菌种进行了选育。从实验室收集、保藏的15株简单节杆菌中,通过摇瓶转化的方法,进行菌种的初筛,并经过菌种的分离、纯化,得到转化率较高的2-76菌株。以该菌株为出发菌株,采用紫外线诱变处理,并结合Cs~(137)-γ射线辐照的复合诱变处理方法,选育得到了较佳正变株Q4-2-51,其摇瓶发酵的转化率达86.63%,较原始菌株提高了8%。 浙江大学博士学位论文 该诱变株经群体连续传代方式考察,遗传性能比较稳定。 研究中优化了发酵培养基的组成,考察了Q4一2一51菌株产幽体脱氢酶的较佳 工艺条件。通过单因素实验和正交试验优化,确定的较佳培养基组成为:葡萄糖 0.4%,玉米浆1.2%,蛋白陈0.3%,KHZPO40.2%。简单节杆菌产幽体脱氢酶 的最适条件为:接种量20%,培养基初始pH 7.0,摇瓶装量100 ml/250 ml。 HMPDD可诱导菌体产酶,其较适加量为0.05 g/L,且诱导物以在菌体生长初期 加入为好。金属离子cuZ十和Fe3+明显抑制菌体产酶,zn2+和Fe2+对产酶的抑制 作用较弱,c犷+和Mg2+则对产酶有一定的促进作用。培养基中加入适量的表面 活性剂,如泡敌或吐温一80,对产酶有一定的促进作用。 论文还就HMPDD的微生物转化工艺条件进行了研究,得到较佳的转化工艺 条件:接种量巧%,摇瓶装量为100 ml/250 ml,培养基初始pH7.0一7.5,诱导物 加量O.05g/L。试验中选用乙醇作为HMPDD的增溶介质,其最适加量为7%(v/v)。 研究中还探讨了水析投料法促进微生物脱氢反应的机理。较适的底物投料浓度为 0.7%,并且HMPDD以一次性投料为好。转化过程中加入适量的氯化钻、外源 电子受体(辅酶I、辅酶11、维生素K3)或表面活性剂吐温一80,对转化率的提 高均有一定的促进作用。论文首次将培养液稀释转化新工艺,应用于简单节杆菌 催化的HMPDD脱氢过程。研究开发的稀释转化新工艺中选用无菌水为稀释介 质,当稀释比为1:1(v/v)时,HMPDD的转化率与不稀释的原工艺(对照)相近, 故能大大减少转化反应中作为生物催化剂的菌体用量,提高设备利用率,降低生 产成本。此外,还考察了采用超声波分别处理微生物菌体、投料后的菌悬液以及 HMPDD底物(水析料)对转化结果的影响。结合底物超声波处理的培养液稀释 转化新工艺,可使摇瓶发酵转化率高达92.54%。研究发现,超声波处理能有效 地使底物颗粒细化,提高固体颗粒的比表面积,进而提高底物的溶解速率,起到 强化传质的作用。 论文分别采用10L罐、3OOL罐和3T罐,对HMPDD的微生物脱氢工艺进 行了逐级放大试验。10L罐小试中发现,提高转化阶段的通气量,有利于提高转 化速率,缩短转化周期,提高转化得率。转化30h的HMPDD脱氢转化率可达 86.54%。采用300L罐进行了三个批次的转化试验,控制菌体生长和转化阶段的 通气量分别为0.4 VVm和0.3 VVm,搅拌转速为200 r/min,24h时的平均转化 率达到80.32%。3T罐发酵时,控制菌体生长和转化阶段的通气量分别为0.25 VVm和0.2 VVm,搅拌转速为200:/min,六个批次的平均转化率为840%。以 上研究结果表明,HMPDD生物转化反应的放大过程中虽存在一定的放大效应, 但并不严重。 摘要 本文首次研究了简单节杆菌游离细胞催化HMPDD脱氢的反应动力学。考察 了不同投料方式下HMPDD晶体的粒径大小和分布,幽体脱氢酶的稳定性,以及 底物浓度和酶量等对转化反应初速度的影响,建立了相应的动力学模型。并从实 验数据回归分析,得到了有关的动力学参数。模型计算结果与实验数据比较表明, 提出的动力学模型能较好地描述HMPDD的微生物脱氢过程。动力学研究结果为 调控转化条件,提高脱氢酶的催化活性提供了理论依据。 街体的生物转化过程不同于常规的发酵过程


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王磊;李海英;李雪娟;柯凡;潘继征;;低溶解氧对生物膜特性的影响研究[J];中国给水排水;2008年15期
2 邓海静;刘勇波;刘虹;张兰英;刘娜;;低温下混合菌降解柴油过程中脱氢酶活性的变化[J];化工环保;2011年01期
3 宋铁红;高艳娇;王佳佳;黄继国;;臭氧化污泥减量技术对出水水质的影响[J];净水技术;2006年03期
4 李继香;乔亮;赵继红;何淑英;胡宗泰;张书良;;pH值法测定污泥活性在工程上的应用[J];水处理技术;2007年12期
5 李洵;刘景明;周颖;孟磊;何明思;;曝气量对自热式高温好氧消化污泥减量的影响[J];工业水处理;2008年01期
6 张金莲;张晟;彭焘;李今;吴振斌;;营养元素对人工湿地基质生物膜酶活性和多糖含量的影响[J];吉林大学学报(理学版);2008年02期
7 车玉伶;王慧;胡洪营;梁威;古新;;烟酸对毛纺废水活性污泥处理系统的影响[J];给水排水;2008年11期
8 余容;万金泉;;造纸废水中二甲苯对微生物活性的影响研究[J];工业用水与废水;2010年02期
9 陈莉;梁文艳;李炯;郭思远;;细菌脱氢酶活性生物测试法用于水质毒性检测的改进[J];中国环境监测;2010年03期
10 秦许河;刘旭东;李慧;;生物铁-MBR处理生活污水的试验研究[J];工业用水与废水;2010年05期
11 刘旭东;秦许河;李慧;李佳;;投加氢氧化铁对SMBR中活性污泥性能的影响[J];环境科学与技术;2011年S1期
12 陈翔,陈奇洲,张林;野外水质快速评价方法的研究[J];中国公共卫生;1999年01期
13 李建伟;污染物的微生物毒性检测方法的比较研究[J];化学世界;2005年07期
14 李永红;高玉葆;;单嘧磺隆对土壤呼吸脱氢酶和转化酶活性的影响[J];农业环境科学学报;2005年06期
15 阙添进;李永红;李彦春;尹晓明;;螺旋升流式反应器处理污水的活性污泥特性分析[J];四川建筑;2006年06期
16 刘莉莉;林匡飞;苏爱华;杨莎莎;张梅;;四溴双酚A对土壤酶活性的影响[J];环境污染与防治;2008年06期
17 刘建红;王雷荣;;海藻酸钠、聚乙烯醇包埋固定化技术对紫色非硫光合细菌脱氢酶活性影响的试验研究[J];安全与环境工程;2009年03期
18 李娟英;赵庆祥;王静;陈洁;高峰;;重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究[J];环境污染与防治;2009年11期
19 李亮;胡筱敏;董怡华;郑玲子;;光合细菌对对氯苯胺的耐受性研究[J];东北大学学报(自然科学版);2010年02期
20 袁磊;毕学军;;铁盐对活性污泥微生物DHA与ETS活性的影响研究[J];环境工程;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王会平;倪江;程治平;;L-酪氨酸等对大鼠黄体细胞3β-羟-甾体脱氢酶活性的影响[A];中国药理学会第八次全国代表大会暨全国药理学术会议论文摘要汇编[C];2002年
2 王会平;倪江;程治平;;L-酪氨酸等对大鼠黄体细胞3β-羟-甾体脱氢酶活性的影响[A];中国药理学会第八次全国代表大会论文摘要集(第二部分)[C];2002年
3 安东;;TTC法在水处理微生物检测中的应用[A];饮用水安全暨突发公共危机应急处理技术交流研讨会论文集[C];2006年
4 刘传;田媛;;滤料厚度对人工快渗系统处理生活污水效果影响研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
5 王金祥;潘瑞炽;;乙烯利和ABA对绿豆下胚轴插条吲哚丙酮酸脱羧酶和吲哚乙醛脱氢酶活性的影响[A];第八届全国青年土壤暨第三届全国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2002年
6 申颖洁;廖日红;刘操;战楠;黄赟芳;马宁;;组合MBR系统净化地表水的研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
7 王更先;鲁延军;张升祥;司马杨虎;徐世清;;具有NADH脱氢酶功能的家蚕Bm-l(3)neo18基因的克隆与表达特征[A];中国蚕学会第六届青年学术研讨会论文集(1)[C];2009年
8 罗向东;石富胜;王晓军;杨宗诚;黎鳌;;LPS对血管内皮细胞的直接损伤作用[A];中华医学会第六届全国烧伤外科学术会议论文汇编[C];2001年
9 沈鹏;赵岚;于建春;韩景献;;“益气调血,扶本培元”针法对多发梗塞性痴呆大鼠脑糖代谢关键酶活性及其表达的实验研究[A];2010年中国针灸学会脑病专业委员会、中国针灸学会循证针灸专业委员会学术大会论文集[C];2010年
10 赵岚;沈鹏;韩鹦赢;张雪竹;聂坤;成海燕;阚伯红;李国民;于建春;韩景献;;不同教育背景的研究者对多发梗塞性痴呆鼠的针刺效应不同[A];2010年中国针灸学会脑病专业委员会、中国针灸学会循证针灸专业委员会学术大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冀伟;睾丸酮丛毛单胞菌7α-羟基类固醇脱氢酶的表达及调控分析[D];吉林大学;2013年
2 韩传春;苏氨酸脱氢酶在体细胞重编程中的作用机制及内质网压力引起细胞周期阻滞的研究[D];中国科学技术大学;2013年
3 解军;脱氢酶活性测定水中活体藻含量的研究[D];山东大学;2008年
4 宋铁红;不等距异波复合厌氧反应器高效机理及水力特性研究[D];吉林大学;2008年
5 杨建肖;玉米种子活力及营养元素对衰老种子活力的修复作用研究[D];河北农业大学;2008年
6 徐晓丽;拟南芥线粒体中交替型NAD(P)H脱氢酶活性复合体的蛋白质相互作用研究[D];兰州大学;2010年
7 刘虹;原位修复石油烃污染地下水的PRB技术及长效性研究[D];吉林大学;2012年
8 王洪领;抗肿瘤新药羧胺三唑抑制细胞增殖机制的初步研究[D];中国协和医科大学;2005年
9 陈娟;水稻颖果的发育及其发育过程中生理活性的变化[D];扬州大学;2006年
10 杨小丽;膜生物反应器处理城市污水的微环境特征及膜污染控制[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高云峰;鲍鱼17β羟基类固醇脱氢酶12的结构与功能鉴定[D];清华大学;2010年
2 贾蓉;不同碳源模式下水稻土中脱氢酶活性与微生物铁还原的关系[D];西北农林科技大学;2012年
3 梁芳;多氯联苯污染土壤生物修复研究[D];浙江大学;2011年
4 姜明;低温反应器中微生物脱氢酶活性分析[D];黑龙江大学;2007年
5 祁峰;脱氢酶活性测定水中活体藻含量的研究[D];山东大学;2006年
6 郭柏栋;乙草胺在不同土壤中的吸附和微生物降解过程研究[D];福建农林大学;2008年
7 张良;焦化废水优势菌组的筛选及降解性能研究[D];太原理工大学;2008年
8 韩丽丽;焦化废水优势复合菌的筛选及其降解特性研究[D];太原理工大学;2008年
9 王珂;Ti/RuO_2电催化氧化法灭藻的效能与机制研究[D];北京林业大学;2008年
10 孙利宁;氧化还原类酶活性在作物秸秆静态高温堆腐过程中的变化[D];西北农林科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 黄秀清;老弱者如何安度盛夏[N];医药经济报;2004年
2 晓文;莫用饮料取代白开水[N];中国石油报;2003年
3 仲司;磷酸脲是良好的饲料添加剂[N];农资导报;2004年
4 吴一福;心脏移植术后首选“三联疗法”[N];中国医药报;2004年
5 肖庄;噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂用于治疗Ⅱ型糖尿病[N];中国医药报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978