微生物转化法在药物芳环羟基化代谢研究中的应用

微生物转化法在药物芳环羟基化代谢研究中的应用

崔洪霞[1]2001年在《微生物转化法在药物芳环羟基化代谢研究中的应用》文中研究表明本研究采用微生物转化法和LC/MS~n检测技术,选用具有高度结构位点选择性的短刺小克银汉霉菌(Cunninghamella blakesleana AS3.153)对普罗帕酮、苯丙哌林和普萘洛尔叁种药物进行了体外芳环羟化代谢转化研究。 研究发现,转化菌株AS 3.153可将普罗帕酮主要转化成单羟基普罗帕酮(81.8%);将苯丙哌林主要转化成单羟基苯丙哌林(69.4%),双羟基苯丙哌林(7.5%)和单羟基苯丙哌林的硫酸酯结合物(2.8%)叁类产物;将普萘洛尔主要转化成单羟基普萘洛尔(71.6%),普萘洛尔硫酸酯结合物(15.9%)和单羟基普萘洛尔硫酸酯结合物(11.4%)叁类产物。表明转化菌株AS 3.153对叁种药物的主要转化途径和能力基本相同,且与相应药物在人体内的代谢途径有一些相似之处。 通过半制备HPLC法分离出叁种药物的主要转化产物,经MS~n和NMR鉴定其结构,分别为4’-羟基普罗帕酮;4-羟基苯丙哌林和4’-羟基苯丙哌林;5-羟基普萘洛尔。它们(5-羟基普萘洛尔除外)均被用作人体内相应药物代谢研究中代谢产物的对照品,为推测人体内药物代谢的部分途径发挥了重要作用。 建立了转化菌株AS 3.153对叁种药物进行芳环羟化的优化系统,发现用于助溶药物的有机溶剂浓度、底物浓度(相应的药物浓度)、转化反应持续的时间和转化培养基初始pH对相应药物的主要代谢产物累积具有显着影响。在优化条件下,单羟基普罗帕酮、单羟基苯丙哌林和单羟基普萘洛尔的产率分别约为94%、70%和99%。综合上述各优化系统,转化菌株AS 3.153的基本转化条件为,底物浓度0.050%、转化培养基初始pH6.5和转化时间72h。 选用与人体或动物体内细胞色素P450酶的亚族呈现一定程度专 沈阳药科大学硕士学位论文 摘 要 一性抑制的7种化学抑制剂和特异性底物作为探针,初步确定了转化 菌株AS 3.153菌体内参与4’-羟基普罗帕酮形成的细胞色素P450同 工酶的亚族为CYPZD6和2C9同工酶,为研究人体内参与普罗帕酮 该代谢途径的细胞色素P450酶的亚族提供了参考依据。 利用微生物转化模型完成叁种药物的芳环羟化的系列研究结果表 明,短刺小克银汉霉菌 AS 3.153 是结构位点选择性强、羟化率高的 良好转化菌株。该模型适用于人体药物芳环羟化代谢的体外研究。

于立华[2]2001年在《微生物转化等方法在美洛喜康与异戊他定两种药物代谢中的研究应用》文中研究说明本文以美洛喜康与异戊他定两种药物为代表,研究了应用微生物转化等技术建立药物代谢体外系统的过程及优势,重点考察了不同微生物对上述两种药物的代谢转化能力及其相关酶的一些性质,并利用微生物转化法制备了药物美洛喜康的人体内主要非芳环羟基化代谢物对照品。本文的具体内容主要包括以下四个部分: 一、美洛喜康在大鼠肝微粒体中的代谢转化研究 采用大鼠肝微粒体温孵体系建立了美洛喜康的体外代谢研究模型,通过LC/MS~n联用技术检测分析代谢产物,并与人体内代谢情况相比较,证实其主要羟基化代谢物与人体尿液中的主要羟基化代谢物(5'-羟甲基美洛喜康)相同;代谢产率仅为1%~4%,不适合用于代谢物的制备,但其反应曲线符合酶促反应的典型特征,为今后进一步研究该药物代谢的酶学性质奠定了基础。 二、美洛喜康的微生物转化研究 以美洛喜康为底物,研究了微生物转化法在药物非芳环羟化反应中的应用。首先,筛选出一株可有效转化美洛喜康生成与人体相同的目标羟基化代谢物的霉菌菌株,即本实验室从土壤中分离纯化得到的菌株0247-9-I。其次,对该菌株目标羟基化反应条件进行了初步优化,证明在培养基初始pH5.5、底物浓度0.05%、转化时间为6d等条件下,目标羟基化代谢物的产率达50%~70%。最后,在优化条件下对该目标羟基化代谢物进行了制备,经NMR鉴定为5'-羟甲基美洛喜康,从而为美洛喜康的人体内研究提供了主要羟基化代谢物对照品,并为推测该药物在人体内的代谢途径发挥了重要作用。 叁、异戊他定的微生物转化研究 考察了多株细菌和霉菌对拟低聚氨基寡糖类新结构系列化合物异戊他定及其主要单体成份的代谢转化情况。结果表明,在本研究的转化条件下,选用的多株细菌对异戊他定类物质无转化能力,仅嗜热脂肪芽孢杆菌IFFI 10091可产生拟寡糖水解酶与转糖苷酶,主要使异 沈阳药科大学硕士学位论文.中文摘要 一 戊他定某些组分转化生成同分异构产物;而多株霉菌含有可将异戊他 定类物质水解的拟寡糖酶类,特别是菌株2829,可完全将异戊他定 系列化合物水解成低分子量的同系物。以活性菌株2829为代表探讨 了它对异戊他定混合物及其主要单体成份的代谢转化动态,并得到了~ 一些该菌株所产相应拟寡糖水解酶作用特征的重要信息,可以辅助研 -究人体内异戊他定的代谢规律。——四、异戊他定的酶法转化研究 。在微生物转化的基础上,选用葡萄糖淀粉酶研究了异戊他定单体 成份的水解反应过程,结果与活性菌株2829的转化趋势相类似,但 纯酶反应非常迅速,难以跟踪详细的代谢中间过程。,结果证实,在药物代谢体外研究中,不同的方法有不同的特点,。而微生物转化法则具有突出的优势;转化活性菌体内具有多样化的酶 系统,特别是具有人体药物代谢酶的多种同工酶系,且更易于调控,。是建立人体药物代谢预模型的良好材料,与此相应,微生物转化法则 是进行人体药物代谢体外研究的良好方法。

钦松, 周长林[3]2004年在《小克银汉霉属的微生物转化在体外药物代谢模型研究中的应用》文中指出微生物学积极地向其它学科渗透 ,利用微生物转化作为药物体外代谢模型较细胞和组织模型有很多优势。小克银汉霉属菌株中细胞色素 P45 0酶系能对多种底物进行高效转化 ,在药物代谢模型方面有广泛应用。文章对此进行了综述。

李岩[4]2005年在《苯丙哌林及其对映异构体代谢研究》文中认为笨丙哌林化学名为1-[1-甲基-2-(2-苄基苯氧基)乙基]哌啶,临床上使用其磷酸盐或双羟萘酸盐治疗急性支气管炎及各种原因引起的咳嗽,是一种兼具中枢和外周作用的非成瘾性强镇咳药,被长期广泛应用于临床。但是,有关苯丙哌林代谢研究的报道极少。本实验室前期研究发现:健康受试者服用外消旋苯丙哌林后,S体血药浓度始终高于R体的血药浓度,并在人体内检测到五种羟基化代谢物及其结合物。本论文研究的目的是:制备苯丙哌林代谢物对照品并总结其质谱规律,进一步阐明苯丙哌林在人和动物体内的代谢途径,考察苯丙哌林及其代谢物的药物动力学性质和药理活性,研究苯丙哌林对映异构体的药效、药代立体选择性。为临床安全、合理用药提供指导,为基于苯丙哌林衍生物的新药开发提供理论依据,为通过药物代谢产物和手性转换(chiral shift)开发新药提供研究思路和研究方法。 一、苯丙哌林衍生物的制备和质谱研究 采用化学合成法、微生物转化法和生物样品提取分离法,结合多种分离手段,制备了12种苯丙哌林衍生物,共获得11种未见文献报道的新化合物,通过核磁共振光谱和电喷雾离子化质谱确证其结构。 自行设计了苯丙哌林衍生物的合成路线。以邻苄基苯酚和环氧丙烷为原料经过叁步反应制得苯丙哌林羟基化衍生物10和11。化合物10和11分别与叁氯乙脒型糖基供体(26)进行葡萄糖苷酸化反应,制得带有保护基的葡萄糖苷酸36和42。糖基受体中的碱性基团、反应促进剂和加料顺序都是葡萄糖苷酸化反应的重要影响因素。化合物36和42分别经碱水解,制得苯丙哌林羟基化衍生物的葡萄糖苷酸21和22。以δ-戊内酰胺为原料制得苯丙哌林内酰胺衍生物15。化合物10、11及其磷酸盐、化合物15、21、22、36、42及反应中间体30共10个化合物为未见文献报道的化合物。 考察了3种真菌对苯丙哌林的转化能力,选择短剌小克银汉霉AS 3.153用于制备苯丙哌林的代谢产物。从微生物转化液中分离得到了2种苯丙哌林衍生

邱彬[5]2010年在《短刺小克银汉霉菌AS3.153在代谢转化方面的应用》文中研究指明哈尔明碱(去氢骆驼蓬碱,Harmine)具有明确的抗肿瘤作用,同时在抗锥虫、抗菌以及心血管等方面也有生物活性。其毒性较大,中毒剂量与最大安全剂量接近,因此,有必要对哈尔明碱及其代谢产物的活性和毒性等方面进行相关研究,以探索能否找到增加其生物活性同时降低毒性的产物。到目前为止,由于产物浓度较低,检测难度大,哈尔明碱在人体或动物体内代谢转化的相关报道较少。小克银汉霉菌具有与人体内细胞色素P450相似的药物代谢酶,可模拟药物在人体内的I相和II相代谢反应,具有易调控、底物浓度高、转化产物量大等优势,在药物体外代谢研究中应用广泛。本研究选用丝状真菌短刺小克银汉霉菌(Cun- ninghamella blakeleana AS3.153)对哈尔明碱进行代谢转化,制备足量代谢产物并鉴定产物化学结构,为下一步进行相关药理毒理研究奠定基础。主要的内容和方法:一、以无菌水冲洗菌丝来代替传统的接种环接种方式,获得大量菌株孢子,得到生长更良好的种子培养物,建立初步转化反应体系。二、建立分析型高效液相色谱检测代谢产物的方法,分析转化产物含量。叁、对反应体系相关因素对转化产率的影响进行探索和优化,建立一个稳定高效的转化体系。再将转化实验放大,以制备足量的转化产物。四、利用半制备型高效液相色谱对转化产物进行分离制备。五、通过质谱(Mass Spectrum, MS)和核磁共振技术(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)鉴定代谢产物化学结构。研究结果:一、新接种方法更便捷,可获得大量细小珍珠状的菌丝体,提高了种子培养物生长速度,增加了药物转化产率。二、建立的高效液相色谱分析方法可有效检测代谢产物的生成及含量测定,为优化转化条件打下基础。叁、对相关因素条件进行优化后,药物总转化率可达90 %,两种转化物(H1和H2)各约40 %。转化实验经放大后,总转化率约为80 %,产率稳定。四、半制备高效液相色谱方法可有效分离及收集H1和H2。五、通过质谱(MS)和核磁共振(NMR)成功对H1和H2结构进行鉴定。结论和意义:一、建立了短刺小克银汉霉菌对哈尔明碱的微生物转化模型。二、转化产率高,可制备足量代谢产物。对产物进行分离纯化并进行结构鉴定,为下一步研究提供了基础条件。叁、哈尔明碱经短刺小克银汉霉菌AS3.153转化得到的产物为哈尔酚和N-羟基哈尔明碱。上述结果表明,选用短刺小克银汉霉菌AS 3.153对哈尔明碱进行微生物转化是可行的,可用以研究药物在体内外的代谢机制和代谢途径,探索微生物代谢和哺乳动物体内代谢的异同点,并对代谢产物的药理学和毒理学性质进行研究。

参考文献:

[1]. 微生物转化法在药物芳环羟基化代谢研究中的应用[D]. 崔洪霞. 沈阳药科大学. 2001

[2]. 微生物转化等方法在美洛喜康与异戊他定两种药物代谢中的研究应用[D]. 于立华. 沈阳药科大学. 2001

[3]. 小克银汉霉属的微生物转化在体外药物代谢模型研究中的应用[J]. 钦松, 周长林. 海峡药学. 2004

[4]. 苯丙哌林及其对映异构体代谢研究[D]. 李岩. 沈阳药科大学. 2005

[5]. 短刺小克银汉霉菌AS3.153在代谢转化方面的应用[D]. 邱彬. 汕头大学. 2010

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