《紫杉醇的生物合成》PPT課件

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1、紫杉醇的生物合成背景介紹紫杉醇是目前臨床上最暢銷的抗惡性腫瘤藥物。其特點是廣譜抗癌?，F(xiàn)為治療卵巢癌和乳腺癌的一線藥物，對鉑類等已有抗藥性的頑固性卵巢癌亦有效。此外，紫杉醇對肺癌、食管癌、膀胱癌、頭頸部癌、黑色素瘤、結腸癌和HIV引起的卡波濟肉瘤也有效。人們已在紫杉醇結構基礎上進行側鏈改造，得到了多西紫杉。獲取紫杉醇的途徑化學合成紅豆杉中提取植物細胞培養(yǎng)真菌發(fā)酵4123化學合成紫杉醇分子結構復雜，具有特殊的三環(huán)[6+8+6]碳架和橋頭雙鍵以及眾多的含氧取代基。先后共有30多個研究組參與研究其全合成，經(jīng)20多年的努力，于1994年才由美國的R．A．Holton與K．C．Ni

2、c~aou兩個研究組同時完成紫杉醇的全合成。隨后，S．T．Danishefsky(1996年)、P．A．Wender(1997年)、T．Mukaiyama(1998年)和Kuwajima(1998年)4個研究組也完成這一工作。半合成方法一般以其前體10-脫乙酰漿果赤霉素Ⅲ為原料，延長邊鏈而成。另一種半合成方法是以10-去乙酰巴卡亭Ⅲ為前體物來合成?；瘜W合成的缺陷合成路線復雜，反應條件難以控制，產(chǎn)率低。用到了劇毒的原料，僅限于實驗室水平，很難進行工業(yè)化生產(chǎn)。半合成中的前體脫乙?；鶟{果赤霉素仍是從紅豆杉中提取。從紅豆杉中提取紫杉醇在植物體內(nèi)的含量相當?shù)?，目前公認含量最高的短

3、葉紅豆杉樹皮中也僅含0．069％資源很匱乏紅豆杉生長緩慢，樹皮剝?nèi)ズ蟛荒茉偕瑯淠緦⑺劳黾t豆杉懷璧獲罪由于美國、加拿大等國家對紅豆杉立法保護，藥源地轉向了中國等?國家。在中國，８０％的紅豆杉集中在云南，而且云南紅豆杉的紫杉醇含量?最高。?１９９３年，民營企業(yè)云南漢德公司成立，其主要業(yè)務是從紅豆杉中提?取紫杉醇。１９９５年，漢德公司依靠中科院昆明植物研究所的技術，建成?了中國最大的年生產(chǎn)能力５０公斤的紫杉醇及其系列產(chǎn)品生產(chǎn)線。１９９９?年２月，該廠的產(chǎn)品還通過了美國ＦＤＡ認證，“順利掃清了通向美國市場?的障礙”。?云南省人民政府生物資源開發(fā)創(chuàng)新辦公室的資料說，漢德

4、公司的紫杉醇?年出口量為２０—３０公斤（１公斤紫杉醇需用樹皮１５—３０噸）。目前?，中美合資的漢德生物技術開發(fā)有限公司已被云南省列為生物資源開發(fā)、出?口創(chuàng)匯的骨干企業(yè)，備受各方重視。２０００年底，該公司與美國簽訂了價?值６億多元的供貨合同。?在中國，獲得紫杉醇產(chǎn)品開發(fā)權的還有北京協(xié)和制藥廠。從1992年到2001年，將近10年時間，云南紅豆杉遭到了毀滅性的破壞，分布在滇西橫斷山區(qū)中的300多萬棵紅豆杉，絕大部分被剝了皮（有調查數(shù)據(jù)認為是92.5%），現(xiàn)正在慢慢死去。植物細胞培養(yǎng)愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織的繼代培養(yǎng)懸浮細胞培養(yǎng)細胞大量培養(yǎng)4123工藝過程紅豆杉外植體的處理：

5、用自來水充分洗凈，再用70%乙醇沖洗表面后切成小塊，在70%乙醇中浸泡2分鐘，再轉移至0.1%升汞溶液中浸泡20分鐘，然后用無菌水沖洗4到5次，備用。愈傷組織誘導及培養(yǎng)：將上述無菌紅豆杉嫩莖小塊組織接種于含2ppm的2，4-D、0.5ppm的KT及10%椰乳的MS培養(yǎng)基中，于25攝氏度的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)40天，PH5.8,即可形成小的愈傷組織塊，然后每隔30天進行一次移植繼代培養(yǎng)。每次移植繼代培養(yǎng)均取一塊愈傷組織，不另其混雜，如此多次移植繼代培養(yǎng)即可獲得多個愈傷組織無性系。工藝過程細胞懸浮培養(yǎng)：培養(yǎng)基為含1ppm的2，4-D、0.05ppm的KT及10%椰乳的B-5

6、培養(yǎng)基紅豆杉細胞大量培養(yǎng)：培養(yǎng)基與懸浮細胞培養(yǎng)基相同。在反應器中加入培養(yǎng)液，滅菌后冷卻至室溫，接種已經(jīng)培養(yǎng)30天的懸浮培養(yǎng)細胞，接種量按干細胞1到2克每升，在25攝氏度下，培養(yǎng)30天，待收獲細胞。細胞干燥及收集：每批細胞培養(yǎng)30天后，離心或過濾收集細胞，用去離子水洗滌兩到三次，每次抽干，然后于30至40攝氏度低溫下真空凍干，即得紅豆杉培養(yǎng)細胞成品。分離純化1.超臨界提取,然后經(jīng)己烷脫脂,氯仿萃取2.HPLC3.梯度洗脫真菌發(fā)酵發(fā)現(xiàn)歷史：1993年，美國蒙大拿州立大學的植物病理學家Strobel和化學家Stierle在短葉紅豆杉的韌皮部中發(fā)現(xiàn)了一種內(nèi)生真菌，它能夠自主產(chǎn)生

7、紫杉醇。1996年，從西藏紅豆杉小枝的內(nèi)皮層中分離得到的內(nèi)生小孢擬盤多毛孢，實驗證明它能產(chǎn)生紫杉醇。后來，人們發(fā)現(xiàn)從美國南卡羅來納州柏樹的樹皮中獲得的小孢擬盤多毛孢、一種土生茜草科植物中分離得到的內(nèi)生真菌也能產(chǎn)生紫杉醇我國科研工作者在東北紅豆杉、南方紅豆杉、云南紅豆杉中均找到產(chǎn)紫杉醇的真菌但問題是：這些菌株的產(chǎn)量實在太低……菌株的改良基因工程技術利用雙親滅活原生質體融合利用原生質體誘變用紫外線等誘變內(nèi)生真菌生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)勢生產(chǎn)的可重復性，在工業(yè)上可用發(fā)酵罐大規(guī)模進行生產(chǎn)，內(nèi)生真菌生長迅速，易于培養(yǎng)，生產(chǎn)周期短。微生物能在簡單的培養(yǎng)基上生長