甾體藥物中間體HMPDD的C-,1,2-位微生物脫氫工藝和動力學(xué)研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文甾體藥物中間體HMPDD的C位微生物脫氫工藝和動力學(xué)研究姓名：王普申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：生物化工指導(dǎo)教師：岑沛霖20040101浙江大學(xué)博士學(xué)位論文該誘變株經(jīng)群體連續(xù)傳代方式考察，遺傳性能比較穩(wěn)定。研究中優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基的組成，考察了Q4251菌株產(chǎn)淄體脫氫酶的較佳工藝條件。通過單因素實(shí)驗和正交試驗優(yōu)化，確定的較佳培養(yǎng)基組成為：葡萄糖04％，玉米漿l‘2％，蛋白胨03％，KH2P0402％。簡單節(jié)桿菌產(chǎn)甾體脫氫酶的

2、最適條件為：接種量20％，培養(yǎng)基初始pH70，搖瓶裝量100ml／250ml。HMPDD可誘導(dǎo)菌體產(chǎn)酶，其較適加量為O05g／L，且誘導(dǎo)物以在菌體生長初期加入為好。金屬離子cu2和Fe”明顯抑制菌體產(chǎn)酶，Zn2和Fe2對產(chǎn)酶的抑制作用較弱，c02和M92則對產(chǎn)酶有一定的促進(jìn)作用。培養(yǎng)基中加入適量的表面活性劑，如泡敵或吐溫。80，對產(chǎn)酶有一定的促進(jìn)作用。論文還就HMPDD的微生物轉(zhuǎn)化工藝條件進(jìn)行了研究，得到較佳的轉(zhuǎn)化工藝條件：接種量15％

3、，搖瓶裝量為100ml／250ml，培養(yǎng)基初始pH7肛75，誘導(dǎo)物加量0059／L。試驗中選用乙醇作為HMPDD的增溶介質(zhì)，其最適加量為7％(v／v)。研究中還探討了水析投料法促進(jìn)微生物脫氫反應(yīng)的機(jī)理。較適的底物投料濃度為07％，并且HMPDD以一次性投料為好。轉(zhuǎn)化過程中加入適量的氯化鈷、外源電子受體(輔酶I、輔酶II、維生素K3)或表面活性劑吐溫80，對轉(zhuǎn)化率的提高均有一定的促進(jìn)作用。論文首次將培養(yǎng)液稀釋轉(zhuǎn)化新工藝，應(yīng)用于簡單節(jié)桿菌催

4、化的HMPDD脫氫過程。研究開發(fā)的稀釋轉(zhuǎn)化新工藝中選用無菌水為稀釋介質(zhì)，當(dāng)稀釋比為1：I(V／V)時，HMPDD的轉(zhuǎn)化率與不稀釋的原工藝(對照)相近，故能大大減少轉(zhuǎn)化反應(yīng)中作為生物催化劑的菌體用量，提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本。此外，還考察了采用超聲波分別處理微生物菌體、投料后的菌懸液以及HMPDD底物(水析料)對轉(zhuǎn)化結(jié)果的影響。結(jié)合底物超聲波處理的培養(yǎng)液稀釋轉(zhuǎn)化新工藝，可使搖瓶發(fā)酵轉(zhuǎn)化率高達(dá)9254％。研究發(fā)現(xiàn)。超聲波處理能有效地使底

5、物顆粒細(xì)化，提高固體顆粒的比表面積，進(jìn)而提高底物的溶解速率，起到強(qiáng)化傳質(zhì)的作用。論文分別采用10L罐、300L罐和3T罐，對HMPDD的微生物脫氫工藝進(jìn)行了逐級放大試驗。10L罐小試中發(fā)現(xiàn)，提高轉(zhuǎn)化階段的通氣量，有利于提高轉(zhuǎn)化速率，縮短轉(zhuǎn)化周期，提高轉(zhuǎn)化得率。轉(zhuǎn)化30h的HMPDD脫氫轉(zhuǎn)化率可達(dá)86，54％。采用300L罐進(jìn)行了三個批次的轉(zhuǎn)化試驗，控制菌體生長和轉(zhuǎn)化階段的通氣量分別為04VVm和03VVm，攪拌轉(zhuǎn)速為200r／min，2