[发明专利]一种双液相系统中生物降解植物甾醇制备“雄烯二酮”的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物药业制剂，特别是涉及微生物选择性降解植物甾醇侧 链获取甾体药物合成的重要中间体“雄烯二酮”。本发明还涉及该微生物选择 性降解植物甾醇侧链获取甾体药物合成的重要中间体“雄烯二酮”的制备方法。

技术背景

雄甾-4-烯-3，17-二酮(androst-4-ene-3，17-dione，)简称“雄烯二酮” 或“AD”，是甾体激素类药物不可替代的中间体，对机体起着非常重要的调节作 用。目前我国生产“AD”主要是从野生中药材“穿地龙”等植物中提取薯蓣皂 苷元经化学合成所获得，其工艺十分复杂，消耗成本很高，而且还污染环境。 通过微生物发酵提取“AD”，其工业化生产技术有着诱人的前景，不仅可从根 本上改变传统化学合成甾体药物步骤多、得率低、价格贵等不足之处，还可充 分利用和发挥资源优势，摆脱原材料来源因季节、地域等自然因素对生产的制 约，对保护自然资源和生态环境、维护人类健康起重大作用。

植物甾醇与甾体激素药物的主体结构都是甾核，不同的只是侧链和双键上 的差异。植物甾醇的这些结构特点决定了它可以作为甾体激素药物半合成的原 料。但是，利用化学手段降解植物甾醇侧链难度较大，长期以来将植物甾醇当作 废物处理，造成人为浪费资源。微生物选择性降解甾体侧链技术的发展使这些 廉价易得的甾醇充分利用成为可能。微生物法生产“AD”主要受甾醇在水中溶 解度低的限制。传统的单水相发酵多采用添加少量有机溶剂、表面活性剂的方 法来提高甾醇在发酵液中的浓度，但效果并不理想。高聚物/高聚物双水相系统 因生物相容性好而被应用于甾醇侧链切除的微生物转化，但高聚物的增溶能力 有限且价格较贵，限制了其在工业中的应用。有机溶剂/水两液相系统增溶能力 有所提高，在甾醇侧链切除的微生物转化中研究较多，该体系的主要缺点是有机 溶剂对细胞的毒性以及有机溶剂的挥发性，增加了环境、安全的复杂性等。合 肥工业大学生物食品学院通过对分枝杆菌Mycobacterium sp.BD696#各种诱变 得到一株可将植物甾醇转化为“AD”的高产菌株。本实验提出以植物油替代常 用的乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，不仅可增加底物溶解度，而且减小了 细胞毒性。主要研究突变株在葵花油/水双液相系统中，植物甾醇微生物转化制 备雄烯二酮的新工艺以及系统中底物投料量、表面活性剂和添加抑制剂对转化 的影响。

有效成分与化学性质

雄烯二酮

1)英文通用名：Androst-4-ene-3，17-dione(4-AD)

2)化学名称：雄甾-4-烯-3，17-二酮

3)结构式：

4)分子式：C₁₉H₂₆O₂

5)分子量：286

6)理化性质：外观呈准白色晶体粉末，无异味，无毒性，溶于乙醇、醋酸、乙醚， 不溶于水，是一种用途极广的生物化工中间体。

该发明的优点：

1、通过微生物发酵提取“AD”，其工业化生产技术有着诱人的前景，不仅 可从根本上改变传统化学合成甾体药物步骤多、得率低、价格贵等不足之处，还 可充分利用和发挥资源优势，摆脱原材料来源因季节、地域等自然因素对生产 的制约，对保护自然资源和生态环境、维护人类健康起重大作用。

2、本发明提出以有机溶剂为葵花油，其转化率最高，且几乎没有结构类似 副产物雄甾-1，4-二烯-3，17-二酮(ADD)的产生，葵花油具有较好的乳化 能力，乳化现象的发生可以进一步促进甾醇与细胞的接触，从而促进甾醇的转 化，且大大减小了有机溶剂对细胞的毒性。

发明内容

本发明的目的是提供一种效果好，成本低，安全环保的微生物选择性降解 植物甾醇侧链获取甾体药物合成的重要中间体“雄烯二酮”。本发明的另一个 目的是提供一种双液相系统中生物降解植物甾醇“雄烯二酮”的制备方法。

本发明是通过下列技术措施来实现的：

1制备材料与方法

1.1材料

1.1.1菌种

菌种来源：Mycobacterium sp-UV-8(合肥工业大学生物与食品学院保藏)。

1.1.2仪器与分析条件