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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 微生物轉(zhuǎn)換法生產(chǎn)美雄酮
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 用微生物法在17α-甲基睪丸素A環(huán)C1,2引入雙鍵生成去氫17α-甲基睪丸素。
- 詳細(xì)介紹：
- 美雄酮（Methandienone）即去氫17α-甲基睪丸素（Dehydro-17α-methyl- testosterone），化學(xué)名為17β-羥基-17α-甲基雄甾-1，4-二烯-3-酮（17β-hydroxy-17α- methylandrosta-1,4-dien-3-one）,俗稱(chēng)大力補(bǔ)（Dianabol）[1]，是一種蛋白質(zhì)同化激素，能明顯地促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成（同化作用），減少氨基酸分解（異化作用），使肌肉增長(zhǎng)，體重增加，降低氮質(zhì)血癥，同時(shí)能夠促進(jìn)骨髓造血功能，主要用于蛋白質(zhì)同化吸收或吸收不足，以及蛋白質(zhì)分解亢進(jìn)或損失過(guò)多等情況，如嚴(yán)重?zé)齻?、手術(shù)后慢性消耗性疾病、老年骨質(zhì)酥松和腫瘤惡液汁等病人[2]，有報(bào)道稱(chēng)對(duì)治療再生障礙性貧血有較好的療效。去氫17α-甲基睪丸素與17α-甲基睪丸素相比較，具有同化作用強(qiáng)，雄性激素樣作用弱的優(yōu)點(diǎn)。 美雄酮（Methandienone）即去氫17α-甲基睪丸素（Dehydro-17α-methyl- testosterone），化學(xué)名為17β-羥基-17α-甲基雄甾-1，4-二烯-3-酮（17β-hydroxy-17α- methylandrosta-1,4-dien-3-one）,俗稱(chēng)大力補(bǔ)（Dianabol）[1]，是一種蛋白質(zhì)同化激素，能明顯地促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成（同化作用），減少氨基酸分解（異化作用），使肌肉增長(zhǎng)，體重增加，降低氮質(zhì)血癥，同時(shí)能夠促進(jìn)骨髓造血功能，主要用于蛋白質(zhì)同化吸收或吸收不足，以及蛋白質(zhì)分解亢進(jìn)或損失過(guò)多等情況，如嚴(yán)重?zé)齻⑹中g(shù)后慢性消耗性疾病、老年骨質(zhì)酥松和腫瘤惡液汁等病人[2]，有報(bào)道稱(chēng)對(duì)治療再生障礙性貧血有較好的療效。去氫17α-甲基睪丸素與17α-甲基睪丸素相比較，具有同化作用強(qiáng)，雄性激素樣作用弱的優(yōu)點(diǎn)。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的就是想用生物脫氫法取代化學(xué)脫氫法，基本思路是用微生物法在17α-甲基睪丸素A環(huán)C1,2引入雙鍵生成去氫17α-甲基睪丸素。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 該研究與傳統(tǒng)的化學(xué)脫氫法相比不僅大大降低了生產(chǎn)成本，而且提高了終產(chǎn)物美雄酮的質(zhì)量，填補(bǔ)生物脫氫法獲得美雄酮這一國(guó)內(nèi)空白，提升我市工業(yè)微生物甾體轉(zhuǎn)化技術(shù)在全國(guó)的地位和水平，為制藥行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的中間產(chǎn)品，促進(jìn)綠色化學(xué)工程工業(yè)的發(fā)展。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 由于美雄酮售價(jià)大幅度降低（05年13000元/ Kg），化學(xué)法生產(chǎn)去氫甲基睪丸素已經(jīng)無(wú)法進(jìn)行，只有通過(guò)生物轉(zhuǎn)化法才能實(shí)現(xiàn)盈利。雖然美雄酮作為終端產(chǎn)品的市場(chǎng)并不看好，年需求量?jī)H為2噸，可獲利稅331.4萬(wàn)元。但是作為高端產(chǎn)品（副作用小的蛋白同化劑去氫甲基睪丸素丙酸、丁酸或戊酸酯等）的中間體，市場(chǎng)前景廣闊，在甾體化合物領(lǐng)域中其經(jīng)濟(jì)效益仍然顯著。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本次研究主要探索用微生物轉(zhuǎn)化法合成美雄酮，本項(xiàng)目采用天津科技大學(xué)應(yīng)用微生物教研室保藏的簡(jiǎn)單節(jié)桿菌為出發(fā)菌株，對(duì)17α-甲基睪丸素（17α-methyl-testosterone）脫氫得到去氫17α-甲基睪丸素（Dehydro-17α-methyl- testosterone），即美雄酮。 該研究與傳統(tǒng)的化學(xué)脫氫法相比不僅大大降低了生產(chǎn)成本，而且提高了終產(chǎn)物美雄酮的質(zhì)量，填補(bǔ)生物脫氫法獲得美雄酮這一國(guó)內(nèi)空白，提升我市工業(yè)微生物甾體轉(zhuǎn)化技術(shù)在全國(guó)的地位和水平，為制藥行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的中間產(chǎn)品，促進(jìn)綠色化學(xué)工程工業(yè)的發(fā)展。
獲獎(jiǎng)情況
- 08年在天津市獲得天津市科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng) 1、別松濤, 王超, 黃巍, 杜連祥. 簡(jiǎn)單節(jié)桿菌AS 1.94＊生物轉(zhuǎn)化17α-甲基睪丸素C1,2-脫氫制備美雄酮. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 20(4):21-24 2、別松濤, 黃巍, 杜連祥. 兩相系統(tǒng)中生物催化17α-甲基睪丸素△1,2-脫氫制備美雄酮. 2005中國(guó)工業(yè)微生物學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集工業(yè)微生物進(jìn)展, 2005: 639-642 3、Bie Songtao, Du Lianxiang, Zhang Liming, Lu Fuping(China). Bioconversion of methyl-testosterone in a biphasic system. Process Biochemistry (Oxford, United Kingdom), 2005, 40(10): 3309-3313 (English)
鑒定結(jié)果
- 成果名稱(chēng)：微生物轉(zhuǎn)換法生產(chǎn)去氫甲基睪丸素 完成單位：天津科技大學(xué) 天津市福興達(dá)精細(xì)有機(jī)化工有限公司 鑒定形式：會(huì)議 組織鑒定單位：天津市教育委員會(huì)
參考文獻(xiàn)
- 1、Kaufmann, G.; Thole, H.; Kraft, R. Atrat, P.J.Steroid Biochem,mol.Bio.1992，43，297. 2、Choi,K.P.;Nolnar,I.;Yanashita,M.;Murooda,Y.J.Biochem.1995,117,1043. 3、We Peifang, Peng Guizhang. Industrial modification in the dianabol synthesis.Yiyao Gongye,1984,(6):44. 4、Buki,K.G.et al.:Acta Microbial Acad.Sci.Hung.,16(3):253-259,1969. 5、Protiva, J. et al.:Microbiology,15(5):318-324,1970. 6、Ghiocel Radu R.et al.1- Dehydro-17α-methyltestoserone using Arthrobacter simplex. Rom 56996,1974-05-31. 7、SCHERINGAG(DG).Preparation of 3-oxo-DELTA-1,4-STEROIDS.EP0054810,1980-12-23. 8、法幼華，徐詩(shī)偉.A環(huán)飽和甾體的微生物轉(zhuǎn)化作用.Ⅰ.用17α-甲基表雄醇制備去氫17α-甲基睪丸素.微生物學(xué)報(bào)20（2），185-190，1980. 9、張麗青等，5α-△9，11-16β-甲基--3β，17α，21-三羥基孕甾烯-3β，21-雙醋酸酯-20-酮和17α-甲基-17β-羥基雄甾-3-酮的微生物轉(zhuǎn)化，藥學(xué)學(xué)報(bào)，16（5）：356-360，1981.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 自20世紀(jì)50年代人們開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究，已有不少專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行報(bào)道。主要也分為化學(xué)脫氫和生物脫氫兩種方法，化學(xué)脫氫研究比較成熟，以SeO2脫氫法為代表早已在國(guó)內(nèi)外用于生產(chǎn)[12]。但其脫氫工藝復(fù)雜、收率低（45%），亦對(duì)環(huán)境造成污染。為此各國(guó)都在積極開(kāi)展利用生物脫氫生產(chǎn)美雄酮的研究。用微生物法在17α-甲基睪丸素A環(huán)C1,2引入雙鍵生成去氫17α-甲基睪丸素國(guó)內(nèi)外也有相關(guān)報(bào)道，Buki[13]等比較了一株諾卡氏菌（Nocardia）和一株分支桿菌（Mycobacterium）對(duì)各種17α-甲基-17β-羥基-雄甾烷類(lèi)甾體的轉(zhuǎn)化作用；Protiva等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同的微生物按不同的代謝途徑轉(zhuǎn)化17α-甲基-17β-羥基-雄甾烷-3-酮；Ghiocel Radu R等用簡(jiǎn)單節(jié)桿菌在兩種液相系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化甲基睪丸素制備去氫甲基睪丸素，利用離子交換柱對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離純化，最終收率45～50%。SCHERING AG(DG)公司[16]就采用簡(jiǎn)單節(jié)桿菌發(fā)酵3-氧-△4-甾類(lèi)化合物生成3-氧-△1，4-甾類(lèi)化合物申請(qǐng)專(zhuān)利（EP0054810），其中就甲基睪丸素脫氫生成去氫甲基睪丸素，投料濃度0.0375%，收率82.7%。 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的廠家只有上海自杰生化科技公司，而且該廠所采用的是全化學(xué)合成路線，年產(chǎn)量只有400kg左右?；瘜W(xué)合成法生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，而利用生物發(fā)酵法生產(chǎn)美雄酮，可以克服這些問(wèn)題。
