《紫杉醇的生物合成》PPT课件

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1、紫杉醇的生物合成背景介绍紫杉醇是目前临床上最畅销的抗恶性肿瘤药物。其特点是广谱抗癌。现为治疗卵巢癌和乳腺癌的一线药物，对铂类等已有抗药性的顽固性卵巢癌亦有效。此外，紫杉醇对肺癌、食管癌、膀胱癌、头颈部癌、黑色素瘤、结肠癌和HIV引起的卡波济肉瘤也有效。人们已在紫杉醇结构基础上进行侧链改造，得到了多西紫杉。获取紫杉醇的途径化学合成红豆杉中提取植物细胞培养真菌发酵4123化学合成紫杉醇分子结构复杂，具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基。先后共有30多个研究组参与研究其全合成，经20多年的努力，于1994年才由美国的R．A．Holton与K．C．Ni

2、c~aou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成。随后，S．T．Danishefsky(1996年)、P．A．Wender(1997年)、T．Mukaiyama(1998年)和Kuwajima(1998年)4个研究组也完成这一工作。半合成方法一般以其前体10-脱乙酰浆果赤霉素Ⅲ为原料，延长边链而成。另一种半合成方法是以10-去乙酰巴卡亭Ⅲ为前体物来合成。化学合成的缺陷合成路线复杂，反应条件难以控制，产率低。用到了剧毒的原料，仅限于实验室水平，很难进行工业化生产。半合成中的前体脱乙酰基浆果赤霉素仍是从红豆杉中提取。从红豆杉中提取紫杉醇在植物体内的含量相当低，目前公认含量最高的短

3、叶红豆杉树皮中也仅含0．069％资源很匮乏红豆杉生长缓慢，树皮剥去后不能再生，树木将死亡红豆杉怀璧获罪由于美国、加拿大等国家对红豆杉立法保护，药源地转向了中国等 国家。在中国，８０％的红豆杉集中在云南，而且云南红豆杉的紫杉醇含量 最高。 １９９３年，民营企业云南汉德公司成立，其主要业务是从红豆杉中提 取紫杉醇。１９９５年，汉德公司依靠中科院昆明植物研究所的技术，建成 了中国最大的年生产能力５０公斤的紫杉醇及其系列产品生产线。１９９９ 年２月，该厂的产品还通过了美国ＦＤＡ认证，“顺利扫清了通向美国市场 的障碍”。 云南省人民政府生物资源开发创新办公室的资料说，汉德

4、公司的紫杉醇 年出口量为２０—３０公斤（１公斤紫杉醇需用树皮１５—３０吨）。目前 ，中美合资的汉德生物技术开发有限公司已被云南省列为生物资源开发、出 口创汇的骨干企业，备受各方重视。２０００年底，该公司与美国签订了价 值６亿多元的供货合同。 在中国，获得紫杉醇产品开发权的还有北京协和制药厂。从1992年到2001年，将近10年时间，云南红豆杉遭到了毁灭性的破坏，分布在滇西横断山区中的300多万棵红豆杉，绝大部分被剥了皮（有调查数据认为是92.5%），现正在慢慢死去。植物细胞培养愈伤组织培养愈伤组织的继代培养悬浮细胞培养细胞大量培养4123工艺过程红豆杉外植体的处理：

5、用自来水充分洗净，再用70%乙醇冲洗表面后切成小块，在70%乙醇中浸泡2分钟，再转移至0.1%升汞溶液中浸泡20分钟，然后用无菌水冲洗4到5次，备用。愈伤组织诱导及培养：将上述无菌红豆杉嫩茎小块组织接种于含2ppm的2，4-D、0.5ppm的KT及10%椰乳的MS培养基中，于25摄氏度的二氧化碳培养箱中培养40天，PH5.8,即可形成小的愈伤组织块，然后每隔30天进行一次移植继代培养。每次移植继代培养均取一块愈伤组织，不另其混杂，如此多次移植继代培养即可获得多个愈伤组织无性系。工艺过程细胞悬浮培养：培养基为含1ppm的2，4-D、0.05ppm的KT及10%椰乳的B-5

6、培养基红豆杉细胞大量培养：培养基与悬浮细胞培养基相同。在反应器中加入培养液，灭菌后冷却至室温，接种已经培养30天的悬浮培养细胞，接种量按干细胞1到2克每升，在25摄氏度下，培养30天，待收获细胞。细胞干燥及收集：每批细胞培养30天后，离心或过滤收集细胞，用去离子水洗涤两到三次，每次抽干，然后于30至40摄氏度低温下真空冻干，即得红豆杉培养细胞成品。分离纯化1.超临界提取,然后经己烷脱脂,氯仿萃取2.HPLC3.梯度洗脱真菌发酵发现历史：1993年，美国蒙大拿州立大学的植物病理学家Strobel和化学家Stierle在短叶红豆杉的韧皮部中发现了一种内生真菌，它能够自主产生

7、紫杉醇。1996年，从西藏红豆杉小枝的内皮层中分离得到的内生小孢拟盘多毛孢，实验证明它能产生紫杉醇。后来，人们发现从美国南卡罗来纳州柏树的树皮中获得的小孢拟盘多毛孢、一种土生茜草科植物中分离得到的内生真菌也能产生紫杉醇我国科研工作者在东北红豆杉、南方红豆杉、云南红豆杉中均找到产紫杉醇的真菌但问题是：这些菌株的产量实在太低……菌株的改良基因工程技术利用双亲灭活原生质体融合利用原生质体诱变用紫外线等诱变内生真菌生产紫杉醇的优势生产的可重复性，在工业上可用发酵罐大规模进行生产，内生真菌生长迅速，易于培养，生产周期短。微生物能在简单的培养基上生长