由井冈霉素、阿卡波糖及其衍生物制备维列胺的研究
Preparation of Valienamine from Validamycins、Acarbose and Its Derivatives
维列胺是一个不饱和C7N氨基环醇,其结构类似α-D-葡萄糖,是各种α-糖苷酶抑制剂的核心结构,利用其N-取代物可合成其它活性更强的糖苷酶抑制剂.阿卡波糖和伏格列波糖可以竞争性抑制α-葡萄糖苷酶,减缓糖类的吸收,是临床上广泛使用的治疗II型糖尿病的降糖药物.维列胺除化学合成外,主要由含维列胺结构的化合物来制备.井冈霉素和阿卡波糖结构中都含有维列胺,可经生物转化或化学裂解产生维列胺.阿卡波糖化学裂解法迅速高效,不产生副产物井冈霉胺,但原料成本较高.井冈霉素生物转化产率低、周期长,会产生井冈霉胺.本文进行了由阿卡波糖和井冈霉素制备维列胺的研究.本文首先研究了维列胺、阿卡波糖和井冈霉素的检测方法,建立了毛细管区带电泳的分析方法,可同时对维列胺制备过程的底物和产物进行检测,极大提高了检测效率.本文通过酸、碱和离子交换树脂与阿卡波糖或井冈霉素反应,发现井冈霉素经酸、碱、离子交换树脂法都不能产生维列胺.三氟乙酸及离子交换树脂水解阿卡波糖能产生维列胺,但维列胺的产率较低.碱裂解阿卡波糖产生维列胺产率最高,阿卡波糖与NaOH质量比1∶4时,121℃裂解30min,维列胺产率最高可达84.2%.阿卡波糖发酵的衍生物杂质C,经NaOH裂解也得到了维列胺,转化率与阿卡波糖相同.从实验室菌种库中筛选了4株井冈霉素转化菌,其中SIPI-V08转化效果最好,SIPI-V01和SIPI-V29稍弱,SIPI-V23转化率最低.对它们进行了维列胺的生物转化研究,优化了转化液和转化条件.采用4株转化菌的静息细胞进行转化,维列胺的转化率没有显著提高.井冈霉素降解为维列胺是多步酶反应的过程,每步反应的酶活力都不相同,可能有一种酶成为限速酶.即使是催化同一步反应的酶,不同菌种的酶活力也有很大差异,当不同来源的菌种混合进行转化时,可能形成互补,提高总转化率.采用4株转化菌进行混合转化,结果发现部分组合的混合转化能显著提高转化率,高于各自单独转化的最高值.SIPI-V08-V23、SIPI-V01-V08、SIPI-V01-V08-V23的混合时转化效果最好.混合转化也能降低高浓度底物对菌种的抑制,在10%的底物浓度下也能迅速转化.10%底物浓度下静息细胞混合转化总转化率显著提高,转化周期比单独转化缩短一半,SIPI-V08-V23、SIPI-V01-V08-V23、SIPI-V01-V08组合3种组合的混合转化产生的维列胺在第3d就超过了SIPI-V08单独转化6d的5.0mg/ml.SIPI-V08-V23混合在第7d达10.4mg/ml,提高了近一倍.SIPI-V01-V08在第5d维列胺最高为9.2mg/ml.
- 作者：
- 魏晓东
- 学位授予单位：
- 上海医药工业研究院
- 专业名称：
- 微生物与生化药学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 赵文杰
- 中图分类号：
- R943
- 关键词：
- 维列胺；阿卡波糖；井冈霉素A；α-糖苷酶抑制剂；毛细管区带电泳；生物转化
- Valienamine；Acarbose；Validamycin A；α-glucosidase inhibitors；Capillary zone electrophoresis；Biotransformation