[发明专利]差向化生物转化7－差向紫杉烷形成紫杉烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到用微生物差向化转化7-差向紫杉烷形成紫杉烷的方法。

技术背景

紫杉醇是从红豆杉植物中提取的价值昂贵的抗癌药物，生产原料严重不足，导致紫杉醇价格高昂。通过生物转化将目前还没有药用价值、大量存在于红豆杉枝叶中的7-差向化紫杉烷类物质转化成紫杉醇及能用于半合成紫杉醇的前体，可以增加紫杉醇的得率，具有极大的经济价值。差向化紫杉烷有多种化合物，含量较多的有7-差向紫杉醇、10-脱乙酰-7-差向紫杉醇、7-差向三尖杉宁碱、10-脱乙酰-7-差向三尖杉宁、10-脱乙酰-7-差向巴卡亭III等。它们在结构上的共同特点都是紫杉烷母核上的7位羟基和具有药用价值的紫杉烷母核上的7位羟基相比，发生了差向化变化，不能用于合成以紫杉烷母核为结构基础的抗癌药物，如紫杉醇或多烯紫杉醇。

生物转化是利用酶或有机体(细胞、细胞器)作为催化剂实现化学转化的过程，最常用的有机体是微生物。生物转化具有高效率、高选择性、环境友好等多种优点。用生物催化技术来生产药物组分已成为当今生物技术研究的热点课题。象紫杉醇这样价值昂贵、多手性中心、结构复杂、遇热又容易破坏的药物，正是生物转化的用武之地。

施贵宝(BMS)公司是最早开发紫杉醇的企业，在紫杉烷的微生物转化方面也做了深入的研究，获得了两株类诺卡氏菌(Nocardioides)，具有能脱去紫杉烷C-13位侧链的紫杉烷酶和去掉紫杉烷C-10位乙酰基的脱乙酰酶，并达到了5000L的规模，C-10位的脱乙酰酶还能将脱乙酰紫杉醇可逆的合成紫杉醇，不需要对C-7位羟基进行保护(US Patent 5523219)。先后使用紫杉烷酶和紫杉烷脱乙酰酶能够将许多紫杉烷转化成10-去乙酰巴卡亭III，然后用于紫杉醇的半合成。施贵宝公司还发现了一株莫拉氏菌(Morexella sp)能产生7-β-木糖甙酶，该酶能将10-脱乙酰-7木糖紫杉烷中的木糖基酶解掉，从而获得不含木糖基的紫杉烷，经8小时的转化，10-脱乙酰-7木糖紫杉烷几乎可以100％的被转化(US Patent5700669；Ramesh N.Patel，Annu.Rev.Microbiol，1998，98：361-394；Aleksey Zaks，current opinion in Chemical Biology，2001，5：130-136)。张君增等从云南红豆杉树皮内分离的微生物中发现了3个菌株具有转化天然紫杉烷类化合物的能力，其中Microsphaeropsis onychiun和毛霉(Mucor sp)都可水解10-去乙酰-7-差向紫杉醇的13位侧链并可使7位羟基差向异构化(Zhang JZ et al，J Nat Prod，1998，61(4)：497-500)，该转化反应获得了三个产物，其中一个产物发生了差向化转化，但该反应在差向化转化的同时，脱去了10-位侧链，10-脱乙酰-7差向紫杉醇变成了10-脱乙酰巴卡亭，而不是其对映异构体10-脱乙酰紫杉醇。由于同时形成了3个反应产物，目标产物收率低，培养时间长达8天，该转化反应经济价值不大。

化学方法尚未发现能有效的完成这种差向化转化反应。虽然有化学转化7-差向紫杉烷方法的报道，但这些报道中的转化反应形成了多个产物或结果不明确，所用试剂价值昂贵(匡云艳等，中国药物化学杂志，2005，64(2)：94-96；张志强等，生物工程学报，2000，16(3)：378-382)，经济价值不大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用微生物技术能有效的将7-差向化紫杉烷专一性的转变成其对映异构体，并不会发生其它结构上的变化的差向化生物转化形成紫杉烷的方法。

本发明所述的差向化生物转化形成紫杉烷的方法由以下步骤组成：

一、将含量大于1％的7-差向紫杉烷类化合物完全溶解在能与水无限混溶的有机溶剂中；

二、将步骤一所得溶液加入到已经培养好的微生物培养物或从这些微生物中提取的酶中，或将提取的酶固定化后，再加入步骤一所得溶液，转化3-100个小时；

三、用常规方法在步骤二的转化产物中提取紫杉烷。