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《中国生物工程杂志》 2017年08期
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分枝杆菌细胞裂解液催化甾体激素C_(1,2)位脱氢反应的研究

秦梦菲  孙鸿  宋浩  
【摘要】:9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅳ)是生产9-氟甾体激素的关键前体,以9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮-21-醋酸酯(Ⅰ)为底物合成Ⅳ是工业化生产Ⅳ的重要方法。通过比较分枝杆菌全细胞转化法与细胞裂解液转化法,发现分枝杆菌全细胞只能将Ⅰ转化为9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮(Ⅱ),而细胞裂解液可以有效地将Ⅰ转化为Ⅳ,其反应机制为底物Ⅰ自发水解为中间体Ⅱ,Ⅱ在C_(1,2)位脱氢酶(KSTD)的催化作用下发生C_(1,2)位脱氢反应生成产物Ⅳ。为进一步提高产物Ⅳ的转化率,利用基因工程手段在分枝杆菌中分别过表达编码KSTD的关键基因:kst D、kst D3和kstD_M,提高脱氢反应效率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.0的重组菌株MS136-kst D_M细胞裂解液中反应45h,Ⅳ的转化率为78.4%,比出发菌株提高了38.9%;并优化缓冲液pH,提高反应速率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.5的重组菌株MS136-kstD_M细胞裂解液中反应45 h,Ⅳ的转化率为92.8%,比出发菌株提高了63.4%。
【作者单位】天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心合成生物学平台;
【基金】:国家青年千人基金资助项目(SQK13001)
【分类号】:TQ467;TQ929
【正文快照】:
甾体激素药物作为抗生素之后的第二大类药物广泛用于治疗和预防许多疾病[1],例如消炎,利尿,避孕,促孕,抗雄激素和抗癌剂等[2-3]。甾药的高需求促生了另一重要产业的蓬勃发展——甾药中间体(甾药前体)的提取与制备。微生物法制备甾药前体的工艺因其环境污染小,反应步骤少、产品

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