大环内酯类抗生素 (4).ppt

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1、关于大环内酯类抗生素 (4)现在学习的是第1页，共26页红霉素的结构与理化性质红霉素的结构与理化性质2红霉素的生产工艺红霉素的生产工艺43 1红霉素的生物合成红霉素的生物合成3 3概述概述现在学习的是第2页，共26页 大 环 内 酯 类 抗 生 素 是 以 一 个大 环 内 酯 类 抗 生 素 是 以 一 个大 环 内 酯大 环 内 酯为 母为 母体，通过体，通过羟基羟基，以，以苷键苷键和和13个分子的个分子的糖糖相连结相连结的一类抗生素。的一类抗生素。现在学习的是第3页，共26页大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素大多数大多数某些某些碱性碱性大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素的抗菌活性较强的抗菌活

2、性较强十六元十六元大环内酯抗生素大环内酯抗生素抗菌活性抗菌活性最强最强现在学习的是第4页，共26页多氧多氧大环内酯大环内酯多烯多烯大环内酯大环内酯蒽沙蒽沙大环内酯大环内酯 大环内酯类大环内酯类按结构划分：按结构划分：现在学习的是第5页，共26页1、多氧大环内酯抗生素、多氧大环内酯抗生素12元环元环14元环元环16元环元环二甲胺基糖二甲胺基糖碱性碱性现在学习的是第6页，共26页去氧氨基己糖去氧氨基己糖竹桃糖竹桃糖碳霉氨基糖碳霉氨基糖碳霉碳霉糖糖现在学习的是第7页，共26页作用机理：与核糖蛋白体作用机理：与核糖蛋白体50S亚基亚基的特殊部位结合，选择性的特殊部位结合，选择性抑制原核蛋白质合成抑制原

3、核蛋白质合成。对病原性细菌有。对病原性细菌有选择性抑制效应选择性抑制效应，因，因而其而其毒副作用较低毒副作用较低。现在学习的是第8页，共26页2、多烯大环内酯抗生素、多烯大环内酯抗生素四烯四烯五烯五烯六烯六烯七烯七烯按照所含共轭双键的数目：按照所含共轭双键的数目：分子特征：分子特征：具有具有26 28元大环内酯元大环内酯 多元环内酯环中，具有多元环内酯环中，具有47个共轭双链个共轭双链四烯四烯五烯五烯六烯六烯七烯七烯活性活性现在学习的是第9页，共26页多烯大环内酯和大环内酯抗生素之间的生物学差别多烯大环内酯和大环内酯抗生素之间的生物学差别生物学特性生物学特性多烯大环内酯抗生素多烯大环内酯抗生素

4、大环内酯抗生素大环内酯抗生素抗菌谱抗菌谱无抗细菌活力，有抗酵母、无抗细菌活力，有抗酵母、霉菌和丝状真菌的活力霉菌和丝状真菌的活力有抗有抗G+、嗜血杆菌属、布鲁杆菌属、嗜血杆菌属、布鲁杆菌属、奈氏球菌属的活力奈氏球菌属的活力作用部位作用部位细胞膜内的固醇细胞膜内的固醇70S核糖核蛋白核糖核蛋白作用方式作用方式改变细胞的渗透性改变细胞的渗透性抑制肽酰基合成酶和转移作用抑制肽酰基合成酶和转移作用现在学习的是第10页，共26页3、蒽沙大环内酯抗生素、蒽沙大环内酯抗生素环桥类抗生素环桥类抗生素，其脂肪链的结构和立体化学与大环内酯，其脂肪链的结构和立体化学与大环内酯类类相似相似。（一个脂肪链桥经过。（一个

5、脂肪链桥经过酰胺键酰胺键与芳香基团平面两与芳香基团平面两个不相邻位置相连接）个不相邻位置相连接）抗菌谱较广。抗菌谱较广。对对G+菌和某些菌和某些G-菌 、 支 原 体 等 有 较 强 的菌 、 支 原 体 等 有 较 强 的作用，还具有作用，还具有抗癌活性抗癌活性。含含萘醌萘醌的抗生素的抗生素含含苯醌苯醌的抗生素的抗生素现在学习的是第11页，共26页二、红霉素的结构与理化性质二、红霉素的结构与理化性质OOHOOROHOOOONOHORHO来源：来源：由由链霉菌链霉菌产生产生弱碱性弱碱性抗生素抗生素去氧氨基己糖去氧氨基己糖红霉内酯红霉内酯红霉糖红霉糖结构特点：结构特点：红霉素是由红霉素是由红霉内

6、酯红霉内酯与与去氧氨基己糖去氧氨基己糖和和红霉糖红霉糖缩合而成的缩合而成的碱性苷。碱性苷。根据侧链根据侧链R和和R的不同，分为：的不同，分为：组分组分RR组分组分RR红霉素红霉素ACH3OH红霉素红霉素CHOH红霉素红霉素BCH3H红霉素红霉素DHH现在学习的是第12页，共26页物理性质物理性质1、碱性：、碱性：能与无机或者有机能与无机或者有机酸类酸类形成在水中溶解度形成在水中溶解度 较大的盐类。较大的盐类。2、结晶形式：、结晶形式：白色或类白色的结晶或粉末，白色或类白色的结晶或粉末，3种种3、溶解性：、溶解性：易溶于易溶于醇类、醚、丙酮、氯仿和乙酸乙醇类、醚、丙酮、氯仿和乙酸乙 酯等酯等有机

7、溶剂有机溶剂。不甚溶于水不甚溶于水，在水中的，在水中的 溶解度溶解度随温度的升高而减小随温度的升高而减小，55时溶时溶 解度最小解度最小。（结晶沉淀）。（结晶沉淀）4、无臭，味苦，微有引湿性。无臭，味苦，微有引湿性。现在学习的是第13页，共26页干燥结晶状态稳定干燥结晶状态稳定pH68的水溶液中稳定的水溶液中稳定3、稳定性、稳定性4、化学性质、化学性质CH3OOCH3H3COHOHCH3OHH3CCH3OH3COOOCH3OHCH3OCH3HONCH3CH3CH3O1213151c、红霉素红霉素 二氢红霉素二氢红霉素 二氢红霉内酯二氢红霉内酯 a、红霉素红霉素 内酯环开裂内酯环开裂 不再闭环不

8、再闭环 OH-H+b、红霉素红霉素 苷键水解苷键水解 红霉糖胺红霉糖胺 + 红霉糖红霉糖 H+去氧氨基己糖去氧氨基己糖6 mol/L HClNaBH4酮基还原酮基还原（无抗菌活性（无抗菌活性）水解水解现在学习的是第14页，共26页红霉素红霉素B在酸性溶液中比较稳定在酸性溶液中比较稳定红霉素在酸性溶液中不稳定红霉素在酸性溶液中不稳定精制红霉素精制红霉素B强酸水解强酸水解巴豆醛衍生物巴豆醛衍生物现在学习的是第15页，共26页CH3OOCH3H3COHOHCH3OHH3CCH3OH3COOOCH3OHCH3OCH3HONCH3CH3CH3O三、红霉素的生物合成三、红霉素的生物合成红霉内酯红霉内酯红霉

9、糖红霉糖去氧氨基己糖去氧氨基己糖红霉素红霉素1 丙酰丙酰CoA6 甲基丙二酰甲基丙二酰CoA碳标记碳标记Glucose + Fructose蛋氨酸蛋氨酸 + 谷氨酸谷氨酸侧链侧链同位素法同位素法现在学习的是第16页，共26页四、红霉素的生产工艺四、红霉素的生产工艺一、生产菌种一、生产菌种红霉素链霉菌红霉素链霉菌合成培养基合成培养基淡黄色变为微带淡黄色变为微带褐的红色褐的红色（沙土管或冷冻管保存）（沙土管或冷冻管保存）诱变育种诱变育种快中子快中子1030krad正变株频率正变株频率 产量产量形态变异形态变异产产生生孢孢子子不不产产生生孢孢子子产量低产量低或不分或不分泌红霉泌红霉素素颜色特征颜色特

10、征与亲本相似与亲本相似不同于亲本不同于亲本丧失合成能力丧失合成能力红霉素的生物合成与亲本的培养特征有关红霉素的生物合成与亲本的培养特征有关现在学习的是第17页，共26页发酵工艺及控制要点发酵工艺及控制要点 红霉素发酵一般采用孢子悬液接入种子罐，经二级种子扩红霉素发酵一般采用孢子悬液接入种子罐，经二级种子扩大培养后移入发酵罐，利用大培养后移入发酵罐，利用分批补料分批补料的方式，进行发酵生产。的方式，进行发酵生产。红霉素链霉菌红霉素链霉菌活化活化母瓶母瓶接种、孢子培养接种、孢子培养37、78d、避光避光孢子孢子发酵罐发酵罐一级种子培养一级种子培养二级种子培养二级种子培养2835 孢子培养基：孢子培

11、养基：淀粉、玉米浆、硫酸铵等（培养基配比、琼脂）淀粉、玉米浆、硫酸铵等（培养基配比、琼脂） 种子培养基：种子培养基：淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉、硫酸铵和碳酸钙等淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉、硫酸铵和碳酸钙等 （种子培养基的成分和质量、种子培养消耗功率）（种子培养基的成分和质量、种子培养消耗功率）接种量接种量10%、pH7.02835 放罐放罐现在学习的是第18页，共26页发酵生产及控制要点发酵生产及控制要点红霉素发酵一般都使用红霉素发酵一般都使用复合培养基复合培养基C源：源：淀粉、葡萄糖淀粉、葡萄糖N源：源：黄豆饼粉、硫酸铵黄豆饼粉、硫酸铵缓冲剂：缓冲剂：碳酸钙碳酸钙前体：前体：丙酸丙酸1 1、碳源的控

12、制、碳源的控制发酵培养基发酵培养基最适碳源最适碳源是蔗糖（是蔗糖（7.0%）碳源效果碳源效果：蔗糖葡萄糖淀粉糊精：蔗糖葡萄糖淀粉糊精葡萄糖葡萄糖+果糖果糖分解速率分解速率=利用速率利用速率葡萄糖抑制效应葡萄糖抑制效应发酵过程通过发酵过程通过补料补料形式控制糖浓度，避免红霉素合成停止形式控制糖浓度，避免红霉素合成停止现在学习的是第19页，共26页2 2、前体浓度的控制、前体浓度的控制发酵生产及控制要点发酵生产及控制要点红霉内酯的前体物质红霉内酯的前体物质 丙酸丙酸 抑制菌体生长抑制菌体生长连续或间隙添加，控制在连续或间隙添加，控制在0.2%3 3、氮源的控制、氮源的控制红霉素生产中一般多用红霉素

13、生产中一般多用有机有机氮源氮源 Val影响最大影响最大N源耗尽，菌体量停止生长源耗尽，菌体量停止生长合成红霉素合成红霉素抑制抑制在发酵过程中控制培养液的在发酵过程中控制培养液的C/N是提高发酵水平的关键是提高发酵水平的关键现在学习的是第20页，共26页发酵生产及控制要点发酵生产及控制要点3 3、铁盐的控制、铁盐的控制铁盐可以铁盐可以降低降低红霉素的产量红霉素的产量Fe3+/(g/ml)效价（效价（/ml）Fe3+/(g/ml)效价（效价（/ml） 0（对照）（对照）3832027953574004 4、发酵条件控制、发酵条件控制在稀薄培养基中在稀薄培养基中 红霉素生物合成不受通气影响红霉素生物

14、合成不受通气影响丰富培养培养基中丰富培养培养基中 产量随通气速率的增加而提高产量随通气速率的增加而提高DOCO2分压增加分压增加 抑制红霉内酯的生物合成而降低发酵单位抑制红霉内酯的生物合成而降低发酵单位不影响菌体的生长不影响菌体的生长CO2 + 丙酸盐丙酸盐 甲基丙二酸甲基丙二酸pH生长的最适生长的最适pH为为6.67.0，合成的最适，合成的最适pH为为6.76.9现在学习的是第21页，共26页提取和精制提取和精制原理：原理：红霉素是红霉素是碱性碱性化合物，碱性时可溶于有机溶剂中，而在化合物，碱性时可溶于有机溶剂中，而在酸性时则能溶于水中。目前主要采用酸性时则能溶于水中。目前主要采用溶剂萃取法

15、溶剂萃取法来提取。来提取。发酵液发酵液过滤过滤原滤液原滤液调调pH=9.810.2醋酸丁酯醋酸丁酯丁酯萃取液丁酯萃取液缓冲液萃取相缓冲液萃取相调调pH=4.04.2缓冲溶液缓冲溶液调调pH=9.810.2丁酯二次萃取丁酯二次萃取丁酯二次萃取液丁酯二次萃取液丙酮丙酮红霉素结晶红霉素结晶红霉素纯品红霉素纯品重结晶重结晶溶剂：溶剂：醋酸丁酯、二氯甲烷、丙酮醋酸丁酯、二氯甲烷、丙酮反萃取酸：反萃取酸：醋酸缓冲液醋酸缓冲液、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液硼酸硼酸现在学习的是第22页，共26页提取和精制提取和精制溶液的溶液的pH值值萃取：萃取：pH910反萃取：反萃取：pH45萃取选择

16、性最高，红霉素最纯萃取选择性最高，红霉素最纯萃取中所形成的乳浊液的萃取中所形成的乳浊液的稳定性稳定性随随pH值的升高而增加值的升高而增加不含胰酶的蛋白酶及酯酶保温消化不含胰酶的蛋白酶及酯酶保温消化处理发酵液处理发酵液减轻或避免提炼过程中的乳化现减轻或避免提炼过程中的乳化现象，提高发酵液单位象，提高发酵液单位现在学习的是第23页，共26页提取和精制提取和精制红霉素制品红霉素制品丙酮丙酮2V H2O红霉素纯品（红霉素纯品（970U/mg）符合药典符合药典红霉素盐化合物的红霉素盐化合物的制备制备：在萃取溶剂中在萃取溶剂中直接成盐直接成盐的方法的方法醋酸丁酯醋酸丁酯1015%，pH=810多次提取发酵液多次提取发酵液高浓度萃取液高浓度萃取液无水无水Na2SO4干燥、过滤干燥、过滤滤液滤液乳酸的醋酸丁乳酸的醋酸丁酯溶液酯溶液pH5.1白色乳酸盐结晶白色乳酸盐结晶55以下以下真空干燥真空干燥成品成品现在学习的是第24页，共26页提取和精制提取和精制红霉素是碱性化合物，在酸性和中性条件下呈红霉素是碱性化合物，在酸性和中性条件下呈阳离子阳离子离子交换法提取离子交换法提取低交联度磺酸型阳离子交换树脂低交联度磺酸型阳离子交换树脂交联度交联度越高越高，吸附红霉素的能力，吸附红霉素的能力越差越差现在学习的是第25页，共26页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第26页，共26页