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链霉素的制备工艺.ppt

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链霉素的制备工艺.ppt

文档介绍

文档介绍:链霉素的制备工艺
化学式:
目 录
链霉素概述
链霉素的合成工艺
三废处理
链 霉 素 简 介
链霉素(streptomycin)是一种氨基葡萄糖型抗生素,分子式C21H39N7O12,分子量: 链霉素的制备工艺
化学式:
目 录
链霉素概述
链霉素的合成工艺
三废处理
链 霉 素 简 介
链霉素(streptomycin)是一种氨基葡萄糖型抗生素,分子式C21H39N7O12,分子量: 。 1943年美国 ,是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效作用,开创了结核病治疗的新纪元。从此,结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。
毒性LD50(mg/kg):对许多革兰氏染色阴性或阳性细菌有效,鼷鼠急性经口9000。对人低毒。 性状:白色或类白色粉末,无臭或微臭。 溶解情况:易溶于水,微溶于乙醇,不溶于甲醇、氯仿和丙酮。 制备或来源:由灰色链霉菌的发酵液提取得的一种抗生素。
链霉素的作用机理
链霉素主要与原核细胞(如 细菌)核糖体30S亚单位结合,抑制细菌蛋白质(酶)的合成,使细菌不能正常生长或者代谢而死亡。
链霉素
链 霉 素 理 化 性 质

链霉素游离碱为白色粉末。其大多数盐类也是白色粉末或结晶,无嗅,味微苦。
链霉素在中性溶液中能以三级阳离子形式存在,所以可以用离子交换法进行提取。

链霉素的水溶液比较稳定,但其易受pH和温度的影响较大。短时间加热,如在70oC加热半小时,对活性无明显影响。100oC加热10min,活性约损失一半。~。

由于链霉素分子中含很多亲水基团(羟基和胺基),故很容易容易水,而很难溶于有机溶剂中。链霉素盐酸盐易溶于甲醇,难溶于乙醇,而硫酸盐即使在甲醇中也很难溶解。
链霉素硫酸盐的溶解度(28oC)
工 艺 合 成
传 统 工 艺
国 外 工 艺
离 子 交 换 法
D- 葡 萄 糖 和 N H 3 合成
链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成的三糖苷,属于氨基糖苷类抗生素。链霉胍是在l,3-位置上带有2个孤基的l,3-去氧青蟹肌醇,去掉2个脒基后称为链霉胺。链霉糖是带有支链的5’-脱氧五碳糖,在第3碳上有一个醛基。N-甲基-L-葡萄糖胺是在第2碳上的-NH2被甲基化(-CH3NH)的L-葡萄糖胺。这三糖连接的糖苷键都是α型的糖苷键。
传统工艺合成链霉素
一般采用蒸汽加热(70~75℃)方法使蛋白质凝固变性。添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物,然后通过板框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。这一预处理将导致10%以上的链霉素所添加的草酸、磷酸或络合剂,既增加了链霉素提炼成本,又会降低产品纯度、污染环境。同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质,将会减少树脂的吸附容量或污染树脂,造成树脂的沉降和堵塞,进而缩短树脂的寿命,增加 抗生素提炼的成本。
国外合成链霉素法
离 子 交 换 法
D-葡 萄 糖 和 N H 3合成链霉素
从图l可看出,每生成1个链霉素分子都需消耗3个葡萄糖分子、7个HN3分子、2个CO2分子和l个甲硫氨酸分子。其中,有3个NH3分子是通过转氨基反应,分别把氨基供体—谷氨酰氨、丙氨酸和谷氨酸的氨基结合到链霉胍上和L-葡萄糖胺的氨基上,另外4个NH3分子是通过鸟氨酸环供给的,其中2个分子又由氨甲酰磷酸酯,另外2分子由天冬氨酸引入,最后转变为精氨酸的脒基,再转移到链霉胺衍生物上。2个CO2也是通过鸟氨酸循环固定的。
在灰色链霉素的发酵过程中,与链霉素同时产生的还有甘露糖链霉素(链霉素B),其化学结构为N-甲基-L-葡萄糖胺的C4与D-甘露糖的C4以D-糖苷键相连接的糖苷,经过甘露糖苷酶作用,可水解为链霉素和甘露糖。
链霉素生物合成的调节机制
在链霉素生物合成中的调节机制主要有发酵阶段的转变、分解产物的调节以及无机磷的反馈抑制等方面。
发酵阶段的转变
催化链霉胍的2个转脒基反应的酶,在合成阶段开始时的突然出现是由于新的蛋白质的合成,而不是蛋白质的激活。
分解代谢产物的调节
在发酵过程中,除形成链霉素外,还形成一种支路产物—甘露糖链霉素(又叫链霉素B)。对大多数微生物来说,甘露糖链霉素的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到发酵后期才产生水解甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶,能迅速把甘露糖链霉素水解成链霉素和甘露糖,反应如下:
甘露糖苷酶
链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
无机磷的反馈