复合诱变选育高效转化DHEA为7α,15α-diOH-DHEA的菌株及其转化工艺优化

结合酮康唑抗性筛选法,采用亚硝基胍和低能氮离子注入复合诱变方法筛选得到一株高效生物转化去氢表雄酮(D H E A)为3β,7α,1 5α-三羟基雄甾-5-烯-1 7-酮(7α,1 5α-d i O H-D H E A)的菌株亚麻刺盘孢C o l l e t o t r i c h u m l i n i S T-1,该突变株在底物D H E A投料浓度为1 0 g/L时产物摩尔得率达到3 4.2%,较出发菌株提高了4 6.2%。在此基础上进行培养基组分的优化,采用P l a c k e t t-B u r m a n实验设计考察转化培养基中各组分对产物摩尔得率的影响,有效筛选出葡萄糖、酵母粉和M g S O4·7 H2O浓度对产物摩尔得率影响显著,继而采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并利用中心组合响应面设计实验对3个显著性因素的最佳水平进行研究,得到最适转化培养基组分为(g/L):葡萄糖2 6.3 4;酵母粉1 2.1 5;玉米浆3.0 0;F e S O4·7 H2O 0.0 1 5;M g S O4·7 H2O0.1 4;K H2P O40.9 0。采用该优化培养基,菌株C.l i n i S T-1的产物摩尔得率达到4 9.3%,较优化前提高了4 4.2%。     

系列甾体药物关键中间体转化菌种构建及智能化生产应用

甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物,当前甾体工业的初始原料已经由从黄姜等植物中提取的薯蓣皂素转向植物甾醇。作为食用油工业的副产物,植物甾醇来源广泛,价格低廉,经微生物转化后可生成雄烯二酮(androstenedione, AD)、雄二烯二酮(androstadiendione, ADD)、9α-羟基-雄烯二酮(9α-hydroxy-androstenedione, 9α-OH-AD)等一系列化合物,这些关键中间体可用于甾体药物合成。甾体代谢途径长、副产物多、调控复杂,传统的微生物筛选、诱变育种方法和油水两相转化体系已经不适于当前的工业生产需求。文中以笔者团队与浙江仙居君业药业有限公司联合开发的新一代甾体药物关键中间体的转化菌株构建和智能化生产为例,综述甾体药物中间体菌种改造和转化工艺开发及其在产业化应用中的进展。未来,随着合成生物学技术的发展,有望开发出更适于甾体药物合成的新一代中间体;乃至以葡萄糖等为原料,使用微生物直接合成甾体原料药。这些生物技术(biotechnology, BT)创建的新一代菌株在基于信息化、智能化技术(intelligent technology, IT)建设的现代工厂中的应用,将会形成更高效、更绿色的生产方式,并产生显著的社会效益和经济价值。