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雄烯二酮11α羟化的球孢白僵菌菌株筛选及其转化工艺研究

魏琦

   雄甾一4一烯一3,17一双酮(1,简称雄烯二酮或4AD)是甾体药物的重要中间产物,其微生物羟化物11α-OH-AD目前主要是制成治疗高血压和心血管疾病的药物9,11位的环氧化物的医药中间体。在半化学合成甾体药品的过程中,4AD经微生物转化11α-羟基化是最关键的步骤之一,是半化学合成的首要攻克目标。本课题以真菌为主进行了转化甾体4AD的菌种筛选和转化条件的研究,以期获得具有工业生产价值的转化菌株和工艺。 本论文对4AD经微生物转化11α-羟基化工艺进行了研究,主要包括微生物转化4AD的11α-羟基化菌株的筛选及产物结构的鉴定、球孢白僵菌转化4AD的11α-羟基化工艺优化。 本实验通过对30株真菌转化4AD甾体类化合物能力的筛选,初筛获得对4AD具有转化能力的球孢白僵菌(Beauveria bassiana)11株,烟曲霉(Aspergillusfumigatu)1株。对转化产物进行分离并鉴定得到4个产物,分别为:11α-羟基-雄甾一4一烯一3,17一双酮(2),6β,11α-双羟基-雄甾一4一烯一3,17一双酮(3),11α-羟基-睾丸酮(4)和6β,11α-双羟基睾丸酮(5)。通过结构分析确认转化产物中存在目标产物11α-OH-AD。再以目标产物的转化率为筛选模型,对有转化能力的菌株的进行检测,复筛结果显示球孢白僵菌MEL15对4AD的11α-羟基化能力较强。 对筛选出的球孢白僵菌MEL15的培养条件和转化条件进行了系统研究。对培养基组成优化后,得到的最佳培养基配方(g/L):葡萄糖30,玉米浆20,K_2HPO_4·3H_2O1,MgSO_4·7H_2O 0.5,FeSO_4·2H_2O 0.02,pH 6.0。对摇瓶装液量,菌龄,接种量的研究发现,以菌体液接种时,接种量10%(V/V),装液量40 ml/250 ml,菌龄为48 h时得到11α-OH-AD的转化率为43%,比未优化的转化率提高了20%左右。对球孢白僵菌MEL15转化4AD为11α-OH-AD的转化条件进行优化,结果表明:温度28℃,转速180 r/min,转化反应时间控制在60 h较好,以甲醇为助溶剂通透细胞能力强,助溶剂甲醇终浓度和底物浓度分别为2.5%(V/V)和2.5 g/L时,对优化的工艺条件验证,得到11α-OH-AD的转化率为65%,比培养条件优化后的提高了51.2%。 本章通过将4AD类似物作为外源物质进行微生物转化,再对其转化产物进行分析,推测分析球孢白僵菌MEL15的催化酶系对底物4AD的类似物也具有C11羟化的专一性,而且还有对C17的酮基氧化还原能力,有作为全细胞催化剂改造药物结构和药物微生物转化生产研究的重要价值。……   
[关键词]:微生物羟化;雄甾-4-烯-3;17-双酮;菌种筛选;球孢白僵菌;工艺优化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2007年
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