蒽环类抗癌药阿霉素、阿克拉霉素相关合成酶基因异源表达和生物合成研究
发布时间：2022-01-06 14:40
阿霉素、阿克拉霉素均为纳入医保名录的临床一线蒽环类广谱细胞周期非特异性高效抗癌抗生素,其盐酸盐形式化合物制成的注射剂对于多种种类和多种生长周期的肿瘤细胞均有抑制和杀灭作用。它们通过抑制肿瘤细胞中大分子物质特别是DNA的生成来达到抑制和杀灭肿瘤细胞的目的。截止目前文献报道,阿霉素传统的合成生产主要有半化学法与生物法两种。阿克拉霉素的合成生产仅有生物法。阿霉素半化学法由前体物柔红霉素经过纯化学催化制得成品,过程对温度控制要求精确,催化试剂毒性较大,耗时较长且不符合绿色环保化学理念,最终原料转化率与产率较低。阿霉素生物合成法是利用已筛选得到的天然产阿霉素的波赛链霉菌（Streptomycespeucetius ATCC 27952）通过人工大规模培养发酵微量制得。阿克拉霉素A主要由已筛选得到的链霉菌（Streptomyces sp.NO.MA144-MI ATCC 31133）通过人工大规模培养发酵微量制得。这两种过程发酵周期长,产量低,成本高,这些制约了阿霉素与阿克拉霉素的临床大规模应用。针对上述缺点,本课题创新性的采用了模块化培养的观点,将整体的线性代谢路径根据功能进行模块化分区,在已选...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１阿霉素（左）、阿克拉霉素Ａ?（右）分子结构式??
?北京化工大学硕士学位论文???霉素会被抽提到水相之中，中性条件下会被富集到二氯甲烷相中，最后进行冷冻干??燥脱水及连续减压浓缩等操作就可以得到高纯度成品阿霉素，工业上整个反应的收??率为３３％左右［５２］。下图１－２为阿霉素半化学合成过程示意图。??０?〇Ｈ?ｆ?ＨＣ（ＯＣ２Ｈ５）３?０?〇Ｈ?Ｏ?ｌ〇＂Ｃ?ＨＢｒ?１８ｈ??ｍ＾ＨＣＩ?ｌＨ?ＮＨｒＯ－ＨＢｒ??ＤＮＲ－ＨＣＩ??０?ＯＨ?？?ＨＣＩ?ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ??ＮＩＶａ－ｌＩＢｒ?〇Ｈ??ＤＸＲ－ＨＣＩ??图１－２．阿霉素半化学合成法??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｓｅｍｉ－ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ??进行盐酸柔红霉素纯化学催化制备粗品盐酸阿霉素反应时需要过量添加多种有??机试剂，而在这些有机试剂中很大一部分具有毒性、强酸性和致癌，操作危险系数??较高，因此工业上整个催化反应需要在通风设备完好且远离火源的地方进行。考虑??到基团保护，整个化学合成过程从一步转为三步，导致原料转化率与最终产率都降??低，后期反应中间产物的基团变大还造成化学稳定性降低。取代反应过程中化学环??境为强酸性，还伴有强氧化性试剂，所以柔红霉素的椅式结构糖基侧链和醛、酮基??团需要考虑基团保护。因此在试剂选择和反应条件的设置方面往往要考虑很多，反??应温度需要精确控制且保持恒定。选取的试剂如溴化氢、丙酮等有轻微毒性，还可??能造成试剂浪费，后期还要综合考虑反应废液分类处理，如果没有得到有效及时处??理还会污染和毒害环境。此反应的原料柔红霉素价格也很高，这种原料成本和生产??成本的提升在一定程度上也提高了盐酸盐阿霉素原料药
?北京化工大学硕士学位论文???户（１０－碳甲基－１３－脱氧羧霉素酯酶）、办ｒ／ａ甲基转移酶）连续催化下得到１３－脱氧柔红??霉素，后在细胞色素Ｐ４５０酶办ｘＪ（１３－脱氧柔红霉素单加氧酶）催化作用下加入羟基??基团后脱去氢生成柔红霉素，继续催化Ｃ－１４羟基化最终生成成品阿霉素％，７６，７７，７８］。??下图１－３为阿霉素生物合成路径。??７，９，１２－ＤｃｃＭｋｃｌｉｄ＊?ｉａｔｅｒｏＭｄｉｉｉｔｅ?ｉ?Ｕ－ＤｗｘｙａｋＵＢｒｔｍｋ?ｓｃＭ?Ａｋｉｎｍｉｋ?ｓｃｉｄ?Ａｋｌ？＿？ｋ?ｂｍＡＭ?Ｍ？＊ｒ?（Ａ?ＡＭＥｊ??ＡＷ？ｖ？？ｒｔｏ？ｆ?Ａｋｌａ？ｉ？＊？ｅ?ｏｒｆｃｏｄｏｗｙｃｌｎｏｉｉ＾＾＾＾?Ｒｈａｄｏｗｙｄｎ?Ｄ?１＜ｋＣ？ｒｔＨ．ｉ＞－１３－４ｃｐ？）ｃ？ｒａＨ？—ｙｄａ???‘?ＤｎｍＶ?＇、吵?ＩＪｎｍａ?、—。ｎａＴ?了、｜?Ｐ？Ｕ?‘＾?ＤｍｎＭ??ｚｒ＾Ｌ??Ｗ?＂＾－７?Ｘ?Ｓ?Ｘ、＾?ｔｄｉｍ＾ｃｏ＊??ＵＤｅｖｘｙｄａｕＭｒｓｂｋｆａｉ?１５－ＤｌｉｉｙｄｎＭｉａａ？？ｎｉｂｋｉａ?ＤａａＭｎｉｂｋｉａ?Ｄｏｉｅｒｎｂｉｄａ??图１－３．阿霉素生物合成路径??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｏｆ?Ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ??相较于半合成化学合成法，阿霉素生物合成法安全稳定，环境友好，产量更??高，原料、生产成本低，适合大规模工业放大，优势无可比拟，是目前工业上阿霉??素生产的主要手段。但是实际阿霉素产量仍旧远远不能满足日益增长的市场需求，??因此临床上盐酸多柔比星价格较高，存在几点原因。１．阿霉素仅由唯一一种链
【参考文献】：
期刊论文
[1]老年慢性髓系白血病的急变期特征及其对伊马替尼耐药机制的研究进展[J]. 张国梁,王艳芝,李子坚. 老年医学与保健. 2020(02)
[2]慢性粒细胞白血病伊马替尼耐药治疗新进展[J]. 于冬旭,高玉娟,杨立莹,杨东光. 医学综述. 2019(24)
[3]《中国心血管病报告2018》概要[J]. 胡盛寿,高润霖,刘力生,朱曼璐,王文,王拥军,吴兆苏,李惠君,顾东风,杨跃进,郑哲,陈伟伟. 中国循环杂志. 2019(03)
[4]新型抗肿瘤药物临床应用指导原则（2018年版）[J]. 肿瘤综合治疗电子杂志. 2019(01)
[5]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[6]癌症的中药治疗[J]. 林华杰. 中医临床研究. 2015(22)
[7]巯基化阿霉素的两种合成方法的比较[J]. 吴珊,张叶叶,郭海霞,刘俊杰,孙治国,钟延强,邹豪. 药学实践杂志. 2014(06)
[8]原生质体诱变选育阿霉素高产菌株及发酵产品质量的初步分析[J]. 陈华,包如胜,张勇军,李志强,叶美丽,宋月爽. 中国抗生素杂志. 2013(02)
[9]肿瘤的分子靶向治疗[J]. 胡政,周桂生,周光飚. 中国医药生物技术. 2010(05)
[10]DNA拓扑异构酶Ⅱ抑制剂研究进展[J]. 王汝冰,刘潇. 海峡药学. 2009(04)
博士论文
[1]阿霉素的微生物转化及dauU基因的阻断突变研究[D]. 谢丽萍.上海医药工业研究院 2006
硕士论文
[1]抗癌药阿霉素关键合成酶基因的串联异源表达研究[D]. 李笑寒.北京化工大学 2018
[2]阿霉素合成途径关键酶基因的异源表达[D]. 刘陈才.北京化工大学 2016
本文编号：3572640
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１阿霉素（左）、阿克拉霉素Ａ?（右）分子结构式??
?北京化工大学硕士学位论文???霉素会被抽提到水相之中，中性条件下会被富集到二氯甲烷相中，最后进行冷冻干??燥脱水及连续减压浓缩等操作就可以得到高纯度成品阿霉素，工业上整个反应的收??率为３３％左右［５２］。下图１－２为阿霉素半化学合成过程示意图。??０?〇Ｈ?ｆ?ＨＣ（ＯＣ２Ｈ５）３?０?〇Ｈ?Ｏ?ｌ〇＂Ｃ?ＨＢｒ?１８ｈ??ｍ＾ＨＣＩ?ｌＨ?ＮＨｒＯ－ＨＢｒ??ＤＮＲ－ＨＣＩ??０?ＯＨ?？?ＨＣＩ?ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ??ＮＩＶａ－ｌＩＢｒ?〇Ｈ??ＤＸＲ－ＨＣＩ??图１－２．阿霉素半化学合成法??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｓｅｍｉ－ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ??进行盐酸柔红霉素纯化学催化制备粗品盐酸阿霉素反应时需要过量添加多种有??机试剂，而在这些有机试剂中很大一部分具有毒性、强酸性和致癌，操作危险系数??较高，因此工业上整个催化反应需要在通风设备完好且远离火源的地方进行。考虑??到基团保护，整个化学合成过程从一步转为三步，导致原料转化率与最终产率都降??低，后期反应中间产物的基团变大还造成化学稳定性降低。取代反应过程中化学环??境为强酸性，还伴有强氧化性试剂，所以柔红霉素的椅式结构糖基侧链和醛、酮基??团需要考虑基团保护。因此在试剂选择和反应条件的设置方面往往要考虑很多，反??应温度需要精确控制且保持恒定。选取的试剂如溴化氢、丙酮等有轻微毒性，还可??能造成试剂浪费，后期还要综合考虑反应废液分类处理，如果没有得到有效及时处??理还会污染和毒害环境。此反应的原料柔红霉素价格也很高，这种原料成本和生产??成本的提升在一定程度上也提高了盐酸盐阿霉素原料药
?北京化工大学硕士学位论文???户（１０－碳甲基－１３－脱氧羧霉素酯酶）、办ｒ／ａ甲基转移酶）连续催化下得到１３－脱氧柔红??霉素，后在细胞色素Ｐ４５０酶办ｘＪ（１３－脱氧柔红霉素单加氧酶）催化作用下加入羟基??基团后脱去氢生成柔红霉素，继续催化Ｃ－１４羟基化最终生成成品阿霉素％，７６，７７，７８］。??下图１－３为阿霉素生物合成路径。??７，９，１２－ＤｃｃＭｋｃｌｉｄ＊?ｉａｔｅｒｏＭｄｉｉｉｔｅ?ｉ?Ｕ－ＤｗｘｙａｋＵＢｒｔｍｋ?ｓｃＭ?Ａｋｉｎｍｉｋ?ｓｃｉｄ?Ａｋｌ？＿？ｋ?ｂｍＡＭ?Ｍ？＊ｒ?（Ａ?ＡＭＥｊ??ＡＷ？ｖ？？ｒｔｏ？ｆ?Ａｋｌａ？ｉ？＊？ｅ?ｏｒｆｃｏｄｏｗｙｃｌｎｏｉｉ＾＾＾＾?Ｒｈａｄｏｗｙｄｎ?Ｄ?１＜ｋＣ？ｒｔＨ．ｉ＞－１３－４ｃｐ？）ｃ？ｒａＨ？—ｙｄａ???‘?ＤｎｍＶ?＇、吵?ＩＪｎｍａ?、—。ｎａＴ?了、｜?Ｐ？Ｕ?‘＾?ＤｍｎＭ??ｚｒ＾Ｌ??Ｗ?＂＾－７?Ｘ?Ｓ?Ｘ、＾?ｔｄｉｍ＾ｃｏ＊??ＵＤｅｖｘｙｄａｕＭｒｓｂｋｆａｉ?１５－ＤｌｉｉｙｄｎＭｉａａ？？ｎｉｂｋｉａ?ＤａａＭｎｉｂｋｉａ?Ｄｏｉｅｒｎｂｉｄａ??图１－３．阿霉素生物合成路径??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｏｆ?Ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ??相较于半合成化学合成法，阿霉素生物合成法安全稳定，环境友好，产量更??高，原料、生产成本低，适合大规模工业放大，优势无可比拟，是目前工业上阿霉??素生产的主要手段。但是实际阿霉素产量仍旧远远不能满足日益增长的市场需求，??因此临床上盐酸多柔比星价格较高，存在几点原因。１．阿霉素仅由唯一一种链
【参考文献】：
期刊论文
[1]老年慢性髓系白血病的急变期特征及其对伊马替尼耐药机制的研究进展[J]. 张国梁,王艳芝,李子坚. 老年医学与保健. 2020(02)
[2]慢性粒细胞白血病伊马替尼耐药治疗新进展[J]. 于冬旭,高玉娟,杨立莹,杨东光. 医学综述. 2019(24)
[3]《中国心血管病报告2018》概要[J]. 胡盛寿,高润霖,刘力生,朱曼璐,王文,王拥军,吴兆苏,李惠君,顾东风,杨跃进,郑哲,陈伟伟. 中国循环杂志. 2019(03)
[4]新型抗肿瘤药物临床应用指导原则（2018年版）[J]. 肿瘤综合治疗电子杂志. 2019(01)
[5]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[6]癌症的中药治疗[J]. 林华杰. 中医临床研究. 2015(22)
[7]巯基化阿霉素的两种合成方法的比较[J]. 吴珊,张叶叶,郭海霞,刘俊杰,孙治国,钟延强,邹豪. 药学实践杂志. 2014(06)
[8]原生质体诱变选育阿霉素高产菌株及发酵产品质量的初步分析[J]. 陈华,包如胜,张勇军,李志强,叶美丽,宋月爽. 中国抗生素杂志. 2013(02)
[9]肿瘤的分子靶向治疗[J]. 胡政,周桂生,周光飚. 中国医药生物技术. 2010(05)
[10]DNA拓扑异构酶Ⅱ抑制剂研究进展[J]. 王汝冰,刘潇. 海峡药学. 2009(04)
博士论文
[1]阿霉素的微生物转化及dauU基因的阻断突变研究[D]. 谢丽萍.上海医药工业研究院 2006
硕士论文
[1]抗癌药阿霉素关键合成酶基因的串联异源表达研究[D]. 李笑寒.北京化工大学 2018
[2]阿霉素合成途径关键酶基因的异源表达[D]. 刘陈才.北京化工大学 2016
本文编号：3572640
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3572640.html
最近更新
教材专著
