《链霉素的制备工艺》PPT课件

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1、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：581.59。1943年美国S.A.瓦克斯曼从链霉素中析离得到，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

2、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1.物理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。2.稳定性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1

3、0min，活性约损失一半。最稳定的pH是4.0~4.5。3.溶解度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NH3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

4、-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

5、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NH3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

6、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。1.2.1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。1.2.2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

7、，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1.2.3无机磷的反馈抑制正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。磷酸盐与链霉素的生物合成过程有密切关系，在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的去磷酸化反应。过量的磷酸盐会产生反馈抑制，阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形成，因而抑制链霉素的合成，因此磷酸酯酶的活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐还能调节链霉胍合成的关键酶—

8、—脒基转移酶的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。三废处理链霉素生产废水是一类含硫酸盐的高浓度有机废水，水质情况见表１，ＣＯＤ／ＳＯ２－比值一般为５～７，碳氮比偏低，ＢＯＤ５／Ｎ在４左右，同时废水中含有较多生化抑制物质，如甲醛、草酸、链霉素单位及