辅酶q10的生物合成途径及发酵工艺优化

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1、"+,中国生化药物杂志MR6:GQG=82K:7@8UW68IRG?6I7@1R7K?7IG2F6IQ%##*年第%+卷第&期·综述·辅酶!"#的生物合成途径及发酵工艺优化王普!，张晓军!，沈佳佳"，王浩!（浙江工业大学"$生物制药研究所，%$生物工程系，浙江杭州&"##&%）摘要：辅酶!"#作为生物体有氧呼吸链中不可缺少的电子递氢体，广泛应用于生物医药、化妆品和保健品等领域。微生物发酵法生产辅酶!"#具有产物活性高、原料成本低等优点。此文对辅酶!"#的生物合成途径和发酵工艺优化进行了综述。关键词：辅酶!；生物

2、合成；发酵；优化"#中图分类号：!’’%文献标识码：(文章编号："##’)"*+,（%##*）#&)#"+,)#-!"#$%&’()*"#’%’+,*"-,(&./&#)0(1#2"#,)3%*’&+*%1%0,*%&)&..#41#)*,*%&)"，34(/05678)92:"，;4

3、)*;(1-#)2)4:，<.#4=-)’&"##&%，>-&#.）辅酶!"#作为生物细胞呼吸链中的重要递氢体，广泛存别以分支酸和酪氨酸为前体合成，而对于酵母而言，这%种在于动物、植物及微生物体内。">’+年，美国威斯康辛州的物质都可以作为合成对羟基苯甲酸的前体。聚)%)甲基丁烯JKGHGK6ILMK7:G首次从牛心的线粒体中分离得到辅酶!"#；同（%）基侧链合成则来源于%种互为同分异构体的前体，二甲［*］年，英国的N8KF8:从缺乏维生素(的老鼠肝中得到同一种化丙烯基焦磷酸（SN(11）和异戊烯基焦磷酸（O1

4、1）。合物，并定名为辅酶!"#；">’,年，NGKILO:I$的P7K@J8@LGKQ确定了其结构并首次用化学方法合成了辅酶!"#；">++年，微生物发酵法生产辅酶!"#在日本实现工业化。">+,年，1GFGKN6FIRG@@用化学渗透理论解释了在能量转换系统中辅酶!"#起［"］重要的质子转移作用，并获得了诺贝尔奖。目前，辅酶!"#的生产方法主要有动植物组织提取法、动图"辅酶!"#的结构式植物组织培养法、微生物发酵法和化学合成法。与其他方法J6B"TRGQFK2IF2KG8UI8G:EV?G!"#相比，微生物发

5、酵法具有产物活性高，原料成本低，易控制及!#"芳香环的合成途径［%］可实现大规模生产等特点。"$%$"对羟基苯甲酸（14W）的生物合成14W作为辅酶!"#随着辅酶!的医学价值和临床应用研究的大量开展，"#芳香环合成途径中的重要前体，其合成途径一直备受关注。辅酶!"#已广泛用于各类心脏病、糖尿病、癌症、急慢性肝炎、NGB7:7FR7:通过对3!1)2&和?!1(/(9&$.%种突变株’@&、1)A中帕金森症等疾病的治疗。另外，它还具有阻止蛋白质过氧化辅酶!"#合成途径研究发现，其体内合成芳香环途径略有不作用。辅酶

6、!作为一种氧自由基的清除剂在保健美容方面"#同。3!1)2&通过’@&M基因编码的分支酸裂解酶对莽草酸途［&)-］也有广泛应用。径（一种从糖类代谢至芳香族氨基酸的途径，广泛存在于植"辅酶!"#的生物合成途径物和微生物体内）中产生的分支酸进行裂解，从而生成14W。!#!结构和前体而?!1(/(9&$.除可对分支酸进行裂解外，也可通过对酪氨酸辅酶!是一种醌类化合物。其结构式如图"。从其结"#［+］的一系列脱氨、酰化、去酰化反应而获得14W。构可看出，它是以%，&)二甲氧基)’)甲基苯醌为核心，连接有"［’］"$%$

7、%芳香环的修饰NGB7:7FR7:研究还发现，从14W开始条聚)%)甲基丁烯（%）基侧链。的合成途径中一共涉及到+个酶，,步反应（见图%）。由醌核的前体对羟基苯甲酸在细菌和高等真核生物中分’@&(X1)A%编码的14W)聚)%)甲基丁烯（%）基转移酶，可将聚)%)甲基丁烯（%）基侧链转移到芳香环上，且该酶具有较强的收稿日期：%##’)#>)"*；修回日期：%##’)"%)#’底物专一性。之后的代谢途径在各生物体之间存在一定差作者简介：王普（">*’)），女，河北石家庄人，博士，教授，主要从异。在?!1(/(9&

8、$.中先进行羟化、甲基化，然后再进行脱羧反事生物转化及微生物制药研究，<)?76@：A7:BC2DE92F$GH2$I:。中国生化药物杂志O927:5:U4=?7@H4;)24R9:F2R@HD9@?F@R:=82R50,,1年第0.卷第$期+.M应，而在!"#$%&中则先进行脱羧、羟化，之后再进行甲基化。生成&!磷酸!+!脱氧木酮糖（’(D）。’(D进一步还原生成合成途径中’!转甲基