微生物转化坎利酮的工艺研究

摘要

11-α-羟基-坎利酮是坎利酮羟基化反应后形成的甾体类衍生物,也是合成依普利酮的重要药物中间体。依普利酮作为治疗高血压和其他心血管疾病的新型药物,具备广阔的市场前景。微生物转化坎利酮合成11-α-羟基-坎利酮的方法具有专一性强、反应条件温和、催化效率高、副产物少、成本低、污染少等优点。本课题研究了应用微生物转化坎利酮的工艺条件。主要包括建立坎利酮和11-α-羟基-坎利酮的HPLC检测方法、优化了微生物转化坎利酮的工艺条件、产物的分离提取及其表征。主要结论如下:
　　 (1)利用高效液相色谱法,确立了底物和产物精确定量检测的方法。底物和产物的紫外最大吸收波长确定为280nm,保留出峰时间分别是33.32min和29.05min,线性回归方程分别Y=0.7695·10-7X-0.3428(R2=0.9910)、Y=0.8088-10-7X-0.2896(R2=0.9928),线性范围0.1g/L～3.0g/L,底物加标回收率为95.83%,RSD值为1.10%;底物和产物稳定性的RSD值分别为0.82%和1.17%,重复性的RSD值分别为0.79%和0.89%。质谱图中,33.32min.处峰的m/z341..4为坎利酮的加氢峰[M+H+],29.05min.处峰的m/z357.5为11-α-羟基-坎利酮的[M+H+],所对应的分子量分别为340.1和356.5,与坎利酮(C22H28O3)和11-α-羟基-坎利酮(C22H28O4)的分子量一致。
　　 (2)以转化率为指标,单因子实验设计优化了转化条件、诱导时间、诱导物溶解方式、诱导物浓度等。采用正交设计法优化了培养基组分。结果表明,转化菌种RhizopusspUJS-0602生长最适培养基组分是:葡萄糖30g/L、玉米浆25g/L、酵母膏18g/L、磷酸二氢钾1.5g/L;最适转化条件为:转化温度30℃,初始pH6.5,调整孢子悬液浓度为2×107个/mL,接种量为4%,装液量为30%,转化时摇床转速180rpm,转化时间为84h,最佳底物溶媒是吐温-80,最佳底物终浓度为5.2g/L,最佳诱导方式为:在菌体培养至24h加入0.72g/L底物进行诱导,于36h补齐底物,最有利于转化。在优化的条件下,底物平均转化率最高达到98.18%,比优化前的平均转化率提高了19.56%。
　　 (3)研究了不同提取方法和条件对提取效果的影响,结果显示,采用有机溶剂浸提法浸泡菌丝体90min后的提取效果较好,提取率可达98.8%;通过对试验结果的比较,确定了利用菌株.RhizopusspUJS-0602转化得到的产物11-α-羟基-坎利酮为胞外产物,通过乙酸乙酯的浸提或洗涤可使产物充分溶出,无需对菌丝体进行回流提取操作,简化了操作步骤;对比底物和产物的红外光谱图可证明,转化后所得到的产物就是11-α-羟基-坎利酮。