抗癌药阿霉素关键合成酶基因的串联异源表达研究

发布时间：2021-09-18 10:04

　　阿霉素是一种广谱类抗肿瘤药,因其较强的生物学活性而被广泛用于临床治疗胃癌、肺癌、卵巢癌等疾病。到目前为止,阿霉素生产工艺落后、周期长,致使其生产成本居高不下,精品阿霉素价格十分昂贵。随着生物技术的逐步成熟,链霉菌Streptomyces ceucetius ATCC 27952被报道具有天然合成阿霉素的代谢通路,相关基因也逐步被报道出来。本课题即利用相关基因克隆技术,试图重新编排阿霉素相关合成酶基因,实现阿霉素相关酶基因在大肠杆菌（E.coliBL21）中的异源表达,期望研究阿霉素关键模块的异源表达情况,从而期望利用生物发酵的方法解决阿霉素实际生产中遇到的困难。研究内容主要分为以下几个方面:1.阿霉素相关合成酶基因的单独异源表达。在阿霉素生物合成途径中,主要涉及相关合成酶基因24个,阿霉素主要抗性基因1个。利用分子克隆的技术构建出表达载体18个并对其表达情况进行SDS-PAGE分析表征,确定E.coliBL21可以用于表达阿霉素相关酶基因。2.11型聚酮合酶模块是阿霉素前期合成的必经模块,本文章利用分子操作在大肠杆菌中构建PKS II的双质粒代谢途径。实现II型聚酮合酶模块的构建,以期... 

【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】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１阿霉素分子式??

图１２半化学法生产阿霉素??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｅｍｉｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ??化学法合成阿霉素的方法十分复杂，其原理是先利用菌种发酵得到中间体??柔红霉素，之后利用化学法将柔红霉素转化成阿霉素，从柔红霉素出发为防止??Ｃ－７位糖链的断裂需加入多种ＢｒＣＨＣｌ２、ＣＨ３ＯＨ、ＨＣ（ＯＣ２Ｈ５）３等试剂，１０?°Ｃ进??行反应。得到的产品在利用ＨＢｒ与ＣＨ３ＣＯＣＨ３进行还原脱缩酮反应，３０?°Ｃ反??应１８ｈ获得溴化柔红霉素。最后在酸性环境下加入ＨＣＯＯＨ?ＨＣＯＯＮａ、ＨＣ１－??ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ在４０?°Ｃ的条件下反应４８ｈ，即开始进行转换反应，从柔红霉素盐??逐渐水解成阿霉素，加入无水乙醇即可获得阿霉素粗品。经过后续的逐步提纯??即可得到阿霉素精品，半化学法生产阿霉素的总收率一般为３３％。整个化学合??成的过程较复杂，且合成周期长。在实际生产过程中往往要兼顾各集团的化学??性质，使总收率往往低于３３％，成本上升［１１］。??

?第一章绪论???的相关基因，其中包含了?４０ｋｂ的基因簇，多达３７个开放阅读框［１２］。总体来??说，对于阿霉素的合成可以主要分为以下几个阶段：??１？以１分子丙酸辅酶Ａ（ｐｒｏｐｉｏｎｙｌ－ＣｏＡ）和丙二醜辅酶Ａ（ｍａｌｏｎｙｌ－ＣｏＡ）经过ＩＩ??型聚酮合酶的作用成链成环，经过侧链加工修饰，催化合成紫红霉酮??（ＲＨＯ）〇??２．?Ｄ－葡萄糖－１－磷酸经过多步酶催化反应，合成ＴＤＰ－Ｌ－柔红糖胺。??３．?ｓ－紫红霉酮与ＴＤＰ－Ｌ－柔红糖胺发生糖基化反应，并通过糖基化之后的??甲基化，脱羧化，羟基化催化合成阿霉素。??据文献报道，具体合成途径如图１－３：??

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚酮类化合物异源表达研究进展[J]. 胡春生,吴祖泽,张庆林.  生物技术通讯. 2013(04)
[2]重建代谢网络及其结构与功能的分析[J]. 丁德武,丁彦蕊,陆克中,须文波,黄海生.  计算机与应用化学. 2010(05)
[3]异源生物合成聚酮化合物的研究进展[J]. 荣辉,黄惠琴,鲍时翔.  天然产物研究与开发. 2007(06)

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]聚酮合酶数据库初步构建及多烯类聚酮合酶系统发育分析[D]. 王翠玲.天津大学 2008



本文编号：3399941