生物转化和甾体药物课件

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物转化与甾体类药物制备生物转化与甾体类药物制备-目前主要研究内容目前主要研究内容 1）应应用用基基因因工工程程技技术术来来构构建建具具有有高高度度专专一一性性和和高高转化率的基因工程菌；转化率的基因工程菌；2）增加底物在水相中的溶解性；）增加底物在水相中的溶解性；3）改良固定化酶或固定化细胞的技术；）改良固定化酶或固定化细胞的技术；4）开发连续转化和产物回收的技术；）开发连续转化和产物回收的技术；5）在在培培养养基基中中应应用用像像环环糊糊精精类类物物质质来来提提高高底底物物转转化率。化率。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。甾体类药物生物转化的种类甾体类药物生物转化的种类-边链的裂解反应边链的裂解反应 尽尽管管有有不不少少用用于于不不饱饱和和甾甾体体边边链链氧氧化化的的有有效效的的化化学学方方法法，但但对对饱饱和和的的脂脂肪肪族族C-17边边链链的的氧氧化化反反应应的的收收率率非非常常低低，而而用用微微生生物物转转化化技技术术除除去去植植物物甾甾醇醇的的边边链链是是一一种种非非常常有有效效的方法。的方法。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。甾体类药物生物转化的种类甾体类药物生物转化的种类-羟化反应羟化反应尽管在甾体的分子结构中有许多尽管在甾体的分子结构中有许多可以被微生物进行羟基化的基团，可以被微生物进行羟基化的基团，但目前在工业规模大量用微生物转但目前在工业规模大量用微生物转化技术进行的羟基化反应主要是化技术进行的羟基化反应主要是11-、11-和和16-位点的羟基化位点的羟基化反应。其它一些可以在工业规模用反应。其它一些可以在工业规模用微生物转化技术进行羟基化反应的微生物转化技术进行羟基化反应的位点包括有位点包括有7-、9-和和14-。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。作为甾体药物合成常用起始原料作为甾体药物合成常用起始原料的天然甾醇的分子结构的天然甾醇的分子结构I：脱氧胆酸；II：海柯皂配基；III：薯蓣皂苷配基；IV：茄解定；V：麦角甾醇;VI：豆油甾醇；VII：谷甾醇；VIII：胆甾醇；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。甾醇结构及碳原子编号顺序资料仅供参考,不当之处，请联系改正。对甾类化合物的微生物转化反应类型对甾类化合物的微生物转化反应类型l氧氧 化化 反反 应应（）羟基化（）羟基化 所有甾体母核和角甲基位置均几被羟化所有甾体母核和角甲基位置均几被羟化 能在边链上若干位置上羟基化能在边链上若干位置上羟基化（）醇基氧化（）醇基氧化 氧化饱和链上醇基至酮基氧化饱和链上醇基至酮基氧化丙烯基或高丙烯基至氧化丙烯基或高丙烯基至、-不饱和酮不饱和酮（）环氧化作用（）环氧化作用（Epoxidation）（）（）碳碳键的裂开碳碳键的裂开 氧的插入（氧的插入（Insertion）形成酯、醇、酮、内酯和酸形成酯、醇、酮、内酯和酸 逆醛醇缩合反应（逆醛醇缩合反应（Retroaldol reactions）碳键裂开产生非官能团化的产物（碳键裂开产生非官能团化的产物（Unfunctionalized products）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（）（）双键的导入反应双键的导入反应 饱和饱和3酮和酮和4-3酮甾体的酮甾体的1位脱氢位脱氢 饱和饱和3酮和酮和-3酮甾体的酮甾体的4位脱氢位脱氢 伴着环芳香化的位脱氢伴着环芳香化的位脱氢 1（10）53甾醇的芳香甾醇的芳香 化化 羟基、酯或过氧化合的消除羟基、酯或过氧化合的消除（）过氧化反应（）过氧化反应 5，7-双烯间形成双烯间形成5、8-表二氢化合物表二氢化合物 氢过氧化（氢过氧化（Hydroperoxidation）杂原子氧化杂原子氧化 立体专一性氧化硫醚到亚砜立体专一性氧化硫醚到亚砜 胺胺 被被 氧氧 化化 到到 酮酮 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。还还 原原 反反 应应（）（）还还 原原 酮酮 到到 醇醇（）（）还还 原原 醛醛 到到 醇醇（）（）还还 原某氢过氧化物到醇原某氢过氧化物到醇（）（）还还 原原 烯烯 醇醇 到到 伯伯 醇醇（）（）双双 键键 饱饱 和和 还还 原原1，4-3-酮到酮到4-3-酮酮 还还 原原4-3-酮到饱和酮到饱和-酮酮 还还 原原4，6-3-酮到酮到4-3-酮酮 还还 原原1，6-20-酮到饱和酮到饱和20-酮酮 厌厌 氧氧 性性 脱脱 羟羟 基基 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l异异 构构 化化（）（）6-3-酮异构化成酮异构化成4-3-酮酮（）（）-高环化（高环化（D-Homoannulation）（）（）反频哪酮重排（反频哪酮重排（Retropinacolic rearrangement）（）（）醇差向（立体）异构醇差向（立体）异构（）（）-表二氢化合物重排到桥氧醇表二氢化合物重排到桥氧醇 l结结 合合（1）羟羟 基基 乙乙 酰化酰化（）（）糖苷化糖苷化（）（）酚酚 醚醚 形形 成成（）（）胺胺 的的 乙酰乙酰 化化（）甾体生物碱与碳酸相结合（）甾体生物碱与碳酸相结合资料仅供参考,不当之处，请联系改正。l水水 解解（1）酯化）酯化 碳碳 酸酸 酯酯 内内 酯酯 硫硫 酸酸 酯酯 （）醚醚 开开 裂裂 烯烯 醇醇 醚醚 开开 裂裂 为为 酮酮 酚酚 醚醚 开开 裂裂 为为 酚酚 苷苷 开开 裂裂 为为 醇醇 l引入引入 杂杂 原原 子子：（1）氮）氮：由：由21位醇基甾体形成位醇基甾体形成21-乙酰胺甾体乙酰胺甾体（）卤（）卤 素素：卤过氢化酶催化导入：卤过氢化酶催化导入资料仅供参考,不当之处，请联系改正。微生物裂解胆甾醇边链的反应微生物裂解胆甾醇边链的反应XV：甾甾醇醇C24-羧羧酸酸；XVI：甾甾醇醇C22-羧羧酸酸；XVII：雄雄甾甾-4-烯烯-3,17-二二酮酮(AD)；XVIII：C19-甾醇；甾醇；XXIII：雄甾雄甾-1,4-双烯双烯-3,17-二酮二酮(ADD)；其余参见文章内其余参见文章内 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。微生物裂解谷甾醇和菜油甾醇边链的反应微生物裂解谷甾醇和菜油甾醇边链的反应资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。甾醇边链的选择性裂解甾醇边链的选择性裂解l1)添加有关的酶抑制剂添加有关的酶抑制剂l2)利用被修饰的底物进行生物转化利用被修饰的底物进行生物转化l3)利用阻断突变株用于定向生物转化利用阻断突变株用于定向生物转化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。同时利用突变同时利用突变株、酶抑制剂株、酶抑制剂和被修饰的底和被修饰的底物进行生物降物进行生物降解边链所得到解边链所得到的产物的产物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。部分边链降解的甾醇产物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一些可能从一些可能从ADDADD和和ADAD获得的甾体药物的结构获得的甾体药物的结构资料仅供参考,不当之处，请联系改正。利用经过修饰的底物进行边链的选择性裂解利用经过修饰的底物进行边链的选择性裂解底物底物产物产物微生物微生物19-羟基甾醇羟基甾醇雌酮雌酮restrictus诺诺 卡卡 氏氏 菌菌 ATCC 1488719-norsterols雌酮雌酮诺卡氏菌诺卡氏菌ATCC 191703-羟羟基基-19-1，3，5 甾甾醇醇雌酮雌酮草分支杆菌草分支杆菌分支杆菌分支杆菌simplex节杆菌节杆菌IAM 166019-羟基羟基-4-胆甾烷胆甾烷-3-酮酮雌酮雌酮草分支杆菌草分支杆菌19-羟基羟基-胆甾醇胆甾醇-3-乙酸盐乙酸盐雌酮雌酮草分支杆菌草分支杆菌19-羟基羟基-4，7 甾醇甾醇3-羟基羟基-19-nor-1，3，5（10）甾醇甾醇3-羟羟基基-19-nor-1，3，5（10），7（8）甾醇甾醇马烯雌酮马烯雌酮马萘雌酮马萘雌酮雌酮雌酮分支杆菌分支杆菌6-19-oxidosten-eones3-乙乙酸酸基基-5-氯氯（氟氟）-6-19-氧化氧化-甾醇甾醇6-19-氧氧 化化-AD诺卡氏菌诺卡氏菌ATCC 19170分支杆菌分支杆菌资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一些用于抑制环裂解的最为有效的抑制剂一些用于抑制环裂解的最为有效的抑制剂抑制剂名称抑制剂名称抑制机理抑制机理2,2-联吡啶联吡啶1,10-菲咯啉菲咯啉8-羟基羟基-喹啉喹啉5-硝基硝基-1,10-菲咯啉菲咯啉铜铁灵铜铁灵双硫腙双硫腙二苯基二硫缩二氨基脲二苯基二硫缩二氨基脲二乙基二硫氨基甲酸酯二乙基二硫氨基甲酸酯异烟酸酰肼异烟酸酰肼黄原酸黄原酸邻苯二氨邻苯二氨4-异戊酸环庚三烯酚酮异戊酸环庚三烯酚酮硫化四乙基秋兰姆硫化四乙基秋兰姆作为作为Fe2+的抑制剂的抑制剂Ni2+,Co2+,Pb2+,SeO32-,AsO2-用于取代铁离子或阻断用于取代铁离子或阻断SH-功能功能亚甲蓝亚甲蓝刃天青刃天青正丙醇正丙醇氧化还原反应氧化还原反应资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在有在有酶抑酶抑制剂制剂存在存在的条的条件下件下进行进行甾醇甾醇边链边链的选的选择性择性裂解裂解 抑制剂抑制剂产物产物微生物微生物螯合剂螯合剂2,2-联吡啶联吡啶1,10-菲咯啉菲咯啉8-羟基羟基-喹啉喹啉ADADD其它雄甾烷衍生物其它雄甾烷衍生物Arthrobacter simplex 分支杆菌分支杆菌红球菌红球菌草分支杆菌草分支杆菌诺卡氏菌诺卡氏菌Arthrobacter globiformis螯合剂和活性炭螯合剂和活性炭ADD分分 支支 杆杆 菌菌 NRRL B-3683螯螯合合剂剂和和苯苯乙乙烯烯-二二乙乙烯苯共聚物烯苯共聚物AD、ADD23,24-二去甲胆甾酸二去甲胆甾酸分分 支支 杆杆 菌菌 NRRL B-3683螯螯合合剂剂和和脂脂肪肪、油油、甘甘油酯油酯ADD1-脱氢睾酮脱氢睾酮Arthrobacter simplexBrevibacterium lipolyticum草分支杆菌草分支杆菌无机离子无机离子AD、ADD其它雄甾烷衍生物其它雄甾烷衍生物分支杆菌分支杆菌 sp.KNGSF 70Arthrobacter simplex氧化还原颜料氧化还原颜料ADDArthrobacter simplex丙醇丙醇AD、ADD和和其其它它衍衍生物生物假单胞菌假单胞菌 sp.NCIB资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-9羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-11羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-11羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-16羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-17羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物羟基化反应与甾体药物制备-C-19羟化资料仅供参考,不当之处，请联系改正。微生物对甾体羟化的位置资料仅供参考,不当之处，请联系改正。生物脱氢反应与甾体药物制备资料仅供参考,不当之处，请联系改正。其它有关的生物转化反应与甾体药物制备其它有关的生物转化反应与甾体药物制备-环氧化反应环氧化反应资料仅供参考,不当之处，请联系改正。其它有关的生物转化反应与甾体药物制备其它有关的生物转化反应与甾体药物制备-酯化反应酯化反应资料仅供参考,不当之处，请联系改正。其它有关的生物转化反应与甾体药物制备其它有关的生物转化反应与甾体药物制备-芳构化和炔化反应芳构化和炔化反应资料仅供参考,不当之处，请联系改正。从薯蓣皂素开始，经开环、氧化、环氧化等化学反应后，从薯蓣皂素开始，经开环、氧化、环氧化等化学反应后，制得不同中间体后，再进行微生物转化得到醋酸可的松制得不同中间体后，再进行微生物转化得到醋酸可的松醋酸可的松醋酸可的松资料仅供参考,不当之处，请联系改正。从薯蓣皂素开始，经开环、氧化、环氧化等化学反应后，从薯蓣皂素开始，经开环、氧化、环氧化等化学反应后，制得不同中间体后，再进行微生物转化，得到氢化可的松制得不同中间体后，再进行微生物转化，得到氢化可的松资料仅供参考,不当之处，请联系改正。醋酸强的松资料仅供参考,不当之处，请联系改正。醋酸氢化泼尼松醋酸氢化泼尼松资料仅供参考,不当之处，请联系改正。炔雌醇炔雌醇资料仅供参考,不当之处，请联系改正。醋酸地塞米松醋酸地塞米松资料仅供参考,不当之处，请联系改正。