微生物与制药综述

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1、微生物制药的研究进展姓名：李青嵘班级：生工102学号：10142000447摘要本文通过对历史文献的检索，从微生物生产维生素，微生物生产多价不饱和脂肪酸，微生物生产抗生素，微生物生产抗癌物质，微生物生产医用酶制剂等五个方面综述了微生物制药的研究进展。关键词：微生物，制药，发酵工程1.前言随着生物技术的迅猛发展，在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.，其中采用微生物制药，具有生产工艺简单，生产成本低廉，产品产量高，产品纯度高，可大规模工业化生产等优势，同样得到了巨大的发展。从传统工艺，如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等；到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、

2、生长因子等几十种新药和疫苗。本文着重综述了微生物的发酵工程在医药研究和生产中应用的最近进展，主要包括生产维生素、多价不饱和脂肪酸、抗生素、抗癌物质医用酶制剂等五个方面。2.研究内容2.1.微生物生产维生素维生素是六大生命要素之一,为整个生命活动所必需。β-胡萝卜素、VC、VE是目前应用最为广泛，效果最为显著的三种维生素，它们的作用分别是：β-胡萝卜素是强力抗氧化剂,有抑制癌细胞增殖和提高机体免疫力等作用。VC和VE均是抗氧化剂,前者可阻止、破坏自由基形成，还具有激活免疫系统细胞的活力，刺激机体产生干扰素以抵御外来侵染因子。至于VE可产生抗体，增强机体免疫力。目前，上述的“三素

3、”以实现了微生物工业化生产。目前，β-胡萝卜素主要是由三孢布拉霉菌生产，在1998年，陈涛等[1]已经针对三孢布拉霉菌的特点，优化发酵工艺，在3M3的发酵罐中发酵120h，生产的β-胡萝卜素产量已达到1146.5mg/L。虽然，传统的工艺生产β-胡萝卜素的产量高，生产周期比较短，但是传统的工艺复杂，成本过高，不利于大规模工业化生产。故,目前许多课题组专注于开发新的生产β-胡萝卜素的菌种或改进传统工艺。据近年所发表的期刊文献，目前，采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素是一种工艺简单，成本低廉的方法，虽然在产量方面较传统方法的低很多，但是该方法仍具有很大的发展潜力。何海燕等[2]采用粘

4、红酵母R3-35摇瓶发酵84h，生产的β-7胡萝卜素到达12.21mg/L。胡萍等[3]采用酵红酵母Yh3发酵生产β-胡萝卜素，其生物量及色素产量最大值分别为9.89mg/L和10.38mg/L。目前，工业生产VC采用二次发酵法，此法是在70年代初研究出来的，属于我国首创，其先进性得到国际公认。该法[4]以D-山梨醇为底物，用生黑醋杆菌发酵生产L-山梨糖，再采用假单胞菌发酵生产2-酮-L-古洛糖酸，最后通过化学转化生成维生素C，可达到产量130.92g/L。此后，国内外纷纷展开从D-葡萄糖串联发酵生产2-酮-L-古洛糖酸的新研究。伊光琳等[5]采用欧文氏菌和棒状杆菌从D-葡萄

5、糖经中间体2，5-二酮-D-葡萄糖串联发酵生成2-酮-L-古洛糖酸获得成功，可达到产量106.3g/L。Anderson等[6]应用DNA重组技术使棒状杆菌2，5-二酮-D-葡萄糖酸还原酶基因在欧文氏菌中表达，构建基因工程菌直接一部转化D-葡萄糖为2-酮-L-古洛糖酸。目前，维生素E主要是通过天然的植物提取或精炼植物油生产，该工艺已经成熟，维生素E的产量也是众多维生素中发展最快的，1997年，世界天然维生素E的产量约为3500t，2000年约为5300t[7]。由于高等植物作为维生素E总含量低，高活性形式的α-生育酚比例也低，近年来，许多科学家把目光投向微生物生产生育酚。微生

6、物是天然生育酚很好的来源，然而只有微藻等光合藻类能合成生育酚。在目前检测的56属285个微藻品种中，裸藻中生育酚含量最高，达1.12~7.35mg/L以干重计，仅一生育酚可达生育酚总量的97%以上[8]，且裸藻无细胞壁，因此生育酚提取相对容易；FujitaT[9]等用光能异养的方法培养裸藻，6d内细胞浓度可达19．7g/L，生育酚含量可达1.19mg/L。1.1.微生物生产多价不饱和脂肪酸20碳5烯酸(EPA)和2碳6烯酸(DHA)均是多价不饱和脂肪酸，多存在于海鱼中，特别是海洋冷水鱼中含量更丰富，此类多烯脂肪酸是人类很有价值的医药。保健产品，有“智能食品”之称。目前，国内外

7、对其开发十分活跃，不仅源于海鱼，而且通过某些微生物进行生产。利用海洋微藻生产多不饱和脂防酸的研究始于80年代初期，并且多以自养微藻生产DHA和EPA为主，其中的三角褐紫藻（P.tricornutum）、紫球藻(Porphyridiumcruentum)、盐生微小绿藻(Nannochloropisissalina)、球等鞭金藻（Isochrysisgalbana）、硅藻(Diatom)等当时被认为最有町能7实现微藻产业化美国、日本、以色列等曾率先采用户外开放大池培养这些自养微藻用以生产PUFA．其结果并不