本發明涉及甾體化合物生物轉化方法,具體的涉及一種羥化方法。
背景技術:
1、鐮刀菌(fusarium?spp.)是一種廣泛分布于植物和土壤中的絲狀真菌,常見于熱帶和亞熱帶地區,其許多物種是重要的植物病原體,鐮刀菌會產生多種次級代謝產物,其中一些次級代謝產物會導致人類患上真菌性角膜炎和甲癬等疾病。在后續研究中,很多學者從尖孢鐮刀菌亞種中分離到了一系列萘醌類、毛霉烯類和聚酮類,相關亞種也被應用于類固醇的側鏈裂解、氫化、氧化與異構化以及羥基化。
2、脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,dhea)是一種多功能的類固醇激素,參與廣泛的生物過程,如糖尿病、肥胖、動脈粥樣硬化、抗腫瘤發生、骨代謝等等。羥化dhea具有不同的生理活性,其中,羥化產物7α-oh-dhea已被證明具有抗氧化、抗腫瘤以及免疫調節等重要的藥理作用。因此,7α-oh-dhea的生產一直受到甾體化合物學術界和工業界的關注。
3、目前工業化生產7α-oh-dhea的方法主要有化學法和生物法兩種,與化學法相比,生物法具有反應條件溫和、區域和立體專一性、對映體專一性、綠色環保等特點。當前已報道用于合成7α-oh-dhea的菌株有亞麻刺盤孢霉、赤霉菌、藍色犁頭霉菌、總狀毛霉等,但存在底物投料量低、副產物多、分離難度高等問題,無法滿足工業生產要求。
4、現有技術中利用藍色犁頭霉菌株的選擇性羥化能力,對dhea進行生物轉化,合成目標產物7α-oh-dhea的方法,雖然轉化率較高,然而經過實驗發現其會生成相近含量的副產物7β-oh-dhea,兩種物質作為手性異構體,難以分離。中國專利cn102517222a公開了一種赤霉菌轉化生成7α-oh-dhea的方法,底物投料量5.2g/l底物轉化率達90%,產物得率80%,但其副產物為7α,15α-dioh-dhea,后期產物分離困難。因此選擇新的方法,提高生物合成7α-oh-dhea的選擇性,進而提高生物方法合成7α-oh-dhea的效率,成為現有技術中亟待解決的問題
技術實現思路
1、為解決前述技術問題,在研究中我們意外的發現,采用三線鐮刀菌在合適的條件下可以將dhea高選擇性的單羥化生成7α-oh-dhea,,解決了現有技術中投料量低、副產物多難以分離等問題。三線鐮刀菌(fusarium?tricinctum)用于轉化甾體轉化的研究目前并未報道,應用三線鐮刀菌株進行甾體羥化反應,可生成7α-oh-dhea,其高底物投料濃度、副產物含量低、產物已分離的優勢更有利于實現工業化生產。
2、本發明提供的技術方案為
3、三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,包括以下步驟:
4、1)孢子懸液的制備:三線鐮刀菌接種到pda平板上,25~30℃培養2~5d后,在無菌狀態下加入無菌水收集孢子。
5、2)種子培養:以0.5~2%接種量接種至種子培養基(250ml三角瓶裝有30~50ml種子培養基),25~30℃,180~220rpm培養2~5d。
6、3)發酵培養:以5~10%接種至發酵培養基(250ml三角瓶裝有30~50ml發酵液),25~30℃,轉速180~220rpm,培養18~30h得到發酵液。
7、4)轉化實驗:步驟3)發酵液培養完成后加入底物dhea,在25~30℃、轉速180~220rpm條件下進行轉化實驗,在轉化過程中補加碳源。
8、三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,進一步的,所述三線鐮刀菌的菌株培養溫度為25~30℃,所述的種子液培養基成分及為葡萄糖10~30g/l、甘油5~15ml/l、蛋白胨5~15g/l、酵母浸膏5~15g/l、nacl?1~3g/l、kh2po43~10g/l;所述的發酵液培養基成分及配比為葡萄糖20~50g/l、玉米漿10~30g/l、nano31~3g/l)、kcl2~10g/l、k2hpo41~3g/l、kh2po41~3g/l、mgso40.2~1.0g/l、feso4?0.02~0.1g/l。
9、所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,作為優選的技術方案,所述的培養和轉化轉速為180~220rpm。
10、所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,作為優選的技術方案,所述底物的投料方式為溶于1~3%(v/v)的二甲基亞砜水溶液。
11、所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,作為優選的技術方案,所述的碳源補加方式為補加3~10g/l的葡萄糖溶液。
12、所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,作為優選的技術方案,種子培養基組成如下:葡萄糖10g/l、甘油10ml/l、蛋白胨5g/l、酵母浸膏5g/l、nacl2g/l、kh2po4(5g/l,所述的發酵液培養基如下:葡萄糖30g/l、玉米漿10g/l、nano32g/l、kcl(5g/l)、k2hpo4(2g/l)、kh2po4(1g/l)、mgso4(0.5g/l)、feso4(0.02g/l)。
13、本發明提供的三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,首次發現了三線鐮刀菌株具有單羥基化作用,并通過優化微生物培養和底物轉化的工藝條件利用三線鐮刀菌株在高底物投料量下實現7α-oh-dhea的高轉化率,達到降低成本、降低能耗和三廢的目的。
1.三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,所述三線鐮刀菌的菌株培養溫度為25℃~30℃,所述的種子液培養基成分及為葡萄糖10~30g/l、甘油5~15ml/l、蛋白胨5~15g/l、酵母浸膏5~15g/l、nacl?1~3g/l、kh2po4?3~10g/l;所述的發酵液培養基成分及配比為葡萄糖20~50g/l、玉米漿10~30g/l、nano3?1~3g/l、kcl?2~10g/l、k2hpo41~3g/l、kh2po41~3g/l、mgso40.2~1.0g/l、feso4?0.02~0.1g/l。
3.如權利要求2所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,所述的培養和轉化轉速為180~220rpm。
4.如權利要求3所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,所述底物的投料方式為溶于體積百分比濃度1~3%的二甲基亞砜水溶液。
5.如權利要求4所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,所述的碳源補加方式為補加3~10g/l的葡萄糖溶液。
6.如權利要求5所述三線鐮刀菌在7α-oh-dhea合成中的應用,其特征在于,種子培養基組成如下:葡萄糖10g/l、甘油10ml/l、蛋白胨5g/l、酵母浸膏5g/l、nacl2g/l、kh2po45g/l,所述的發酵液培養基如下:葡萄糖30g/l、玉米漿10g/l、nano32g/l、kcl?5g/l、k2hpo42g/l、kh2po4?1g/l、mgso40.5g/l、feso40.02g/l。