1、微生物生物轉化在藥物合成中的應用微生物生物轉化在藥物合成中的應用摘要：摘要：微生物在藥物的合成開發(fā)中具有十分重要的作用，除了其次級代謝產(chǎn)物成為疾病的藥物來源外，微生物的酶在藥物合成中的應用也越來越多，微生物的酶生物轉化具有反應溫和、立體選擇性強和效率高的優(yōu)點，已成功地應用于甾體藥物和手性藥物的合成中，在某些中藥的開發(fā)中也有廣闊的前景。微生物對藥物合成的貢獻越來越大，仍然具有更深的潛力。關鍵詞：關鍵詞：微生物；生物轉化；甾體；手性藥物Th

2、eApplicationsofMicrobialBiotransfmationinPharmaceuticalSynthesisAbstract：Microganismsplayaveryimptantroleinthedevelopmentofsyntheticdrugs.Inadditiontotheirsecondarymetabolitesasanewmedicinesourcetheapplicationofmicrobial

3、enzymesindrugsynthesisisalsoincreasing.ThemicrobialtransfmationhasbeensuccessfullyappliedtothesynthesisofthesteroiddrugschiraldrugshasbroadprospectsinthedevelopmentofTraditionalChineseMedicinesbecauseoftheadvantagesofmil

4、dreactionstereoivityhighefficiency.Microganismsmakeabiggerbiggercontributiontodrugsynthesisstillhaveagreaterpotential.KeyWds:MicroganismTransfmationSteroidChiraldrugs微生物生物轉化是指利用生物體系，如細胞和酶等作為催化劑，實施有機合成目的的合成方法，具有傳統(tǒng)化學合成不可比擬

5、的優(yōu)點，如選擇性好、催化效率高、反應條件溫和、環(huán)境友好等。微生物轉化提供了許多常規(guī)化學方法不能或不易完成的合成方法[1]。現(xiàn)代生物轉化研究一般認為始于巴斯德時代，但工業(yè)化生物轉化最重要的里程碑應該是二十世紀50年代利用微生物對甾體化合物的結構改造。此后，一些重要生物技術的發(fā)展導致了有些傳統(tǒng)的化學反應工藝被由生物催化劑催化的生物轉化反應所代替，目前微生物生物轉化已在復雜分子藥物（典型如甾體藥物）的合成或半合成、手性藥物拆分或不對稱合成以及

6、中藥現(xiàn)代化合成等方面有了較為成功的巨大發(fā)展，大大簡化了生產(chǎn)路線，降低了成本。⒈微生物轉化與復雜分子藥物合成分子結構較為復雜的藥物，如甾體藥物等，依靠傳統(tǒng)的化學工藝進行合成，不僅合成路線復雜，一些特殊位點上的反應也難以進行，如甾體C11位羥化反應，化學法很難進行，而采取微生物轉化法則比較容易。1.1甾體藥物的微生物合成微生物選擇性降解植物甾醇側鏈獲取甾體藥物合成的重要中間體雄4烯317二酮(4AD)和雄甾14二烯317二酮(ADD)對于我

7、國制藥行業(yè)具有重要意義。對4AD和ADD的活性部位進行結構改造可以合成出多種甾體藥物。微生物對甾醇作用產(chǎn)生4AD和ADD主要包括側鏈的降解C3位羥基氧化成酮基以及C56位雙鍵的氫化。其中起決定作用的是側鏈的降解。甾醇側鏈的降解開始于C27位的羥化然后經(jīng)過氧化最終截斷于C17位。選擇性控制微生物降解側鏈的途徑主要有以下兩種:加入酶抑制劑以及利用誘變技術。諾卡氏菌、分枝桿菌、節(jié)桿菌和假單胞桿菌等微生物都能將甾醇類化合物作為碳源利用而使甾醇降

8、解。其中分枝桿菌應用最為廣泛。1.2其余復雜藥物的合成除甾體藥物外，一些分子結構較為復雜，難以通過化學法全合成的中藥，如青蒿素，也可通過微生物轉化來合成。青蒿素是我國從中藥中自主開發(fā)的抗瘧藥物，許多科研工作者都試圖通過結構改造，以提高青蒿素的資源利用率。迄今已制備了數(shù)百個青蒿素的衍生物，并篩選出雙氫青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚、青蒿虎酯及青蒿酯鈉等幾個高效抗瘧衍生物，但是由于青蒿素的有效活性基團過氧橋的不穩(wěn)定性，使得對青蒿素結構改造無法在酮基

9、以外的部位進行，目前可用的化學改造方法都停留在對酮基的還原及對羥基的取代反應上。[1]Chris[7]等人依次利用改造篩選過的高產(chǎn)大腸桿菌（Escherichiacoli，25gL）和酵母（Sacomycescerevisiae，40gL）發(fā)酵來半合成青蒿素，通過大腸桿菌合成中間體紫穗槐二烯，然后轉移到酵母中發(fā)酵，最后進行簡單地化學修飾，得到抗瘧疾藥青蒿素。下圖為主要合成流程。C.J.Paddon[8]等人利用基因修飾的酵母菌進行發(fā)酵生