863专题课题申请书紫杉烷类抗肿瘤药物及其中间体的生物催化合成

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1、863专题课题申请书紫杉烷类抗肿瘤药物及其小间体的生物催化合成课题类型：H标导向类巾诘受理编号：SQ2007AA02Z236416国家高技术研究发展计划(863计划)专题课题申请书技术领域名称：生物和医药技术领域专题名称：新一代工业生物技术中请指南技术方向：生物催化关键技术研究课题名称：紫杉烷类抗肿瘤药物及其中间体的生物催化合成申请人：戴均贵依托单位：中国医学科学院药物研究所其他说明事项：1、在国家自然科学基金项目“新型紫杉烷类肿瘤多药耐药逆转剂的结构优化及药理学评价”(No.30572243)以及前一项基金项目(No.30100230)的研究屮，我们利用了生物催化与化学合成相结合的方法

2、对源于红豆杉细胞培养物的新紫杉烷类化合物进行结构改造，具中包括了大量的生物转化方而的研究工作，既有催化体系的筛选，又有关键生物转化反应工艺的优化等工作，并通过药理活性评价获得了1个牛•产路线短、得率高、活性强、毒性低的肿瘤多药耐药逆转剂(NPB-0I4,己申请专利)。这些工作可为此课题小涉及的有关生物转化方面的研究提供大最丰富的经验及一些设备上的基本保证，为本项目的实施奠定了坚实的基础；2、在紫杉醇类似物的生物转化研究工作中，通过与桂林晖昂生化药业冇限责任公司3年多的合作，建立了高通量筛选方法，获得了3株能选择性水解(1()・去乙酰・)7-木糖紫杉醇木糖基的细菌，并进行了初步的工物转化工

3、艺优化、相关酶基因的克隆与表达等研究工作。上述目的微生物均为首次发现具有此功能，并且有2株微生物为新菌种。一、课题主要研究技术的国内外发展现状与趋势：1、利用银杏细胞进行肿瘤多药耐药逆转剂NPB-014屮间体的生物催化合成SincnxanA（已申请专利）是木室从红豆杉属栢物愈伤组织及细胞培养细胞中分离得到的具有紫杉烷基木母核、结构新颖的化合物，在培养物屮含最较高，一•般为干重的2-3%,最高可达5・6%。为了充分有效利用这些新空具有自主知识产权的紫杉烷类化合物资源，我们在国家口然科学基金（No.30100230,No.30572243）、教育部“新世纪优秀人才支持计划”基金及其他基金项目

4、的资助下，进行了系统研究工作，包扌舌红豆杉细胞培养、生物转化、化学结构改造、药理活性评价及机制探讨等，取得了一系列令人鼓舞的研究结果。特别是发现银杏培养细胞能够对sinenxanA特界性9轻基化「L产率较高（约为70%）,并通过衍生化后筛选得到体内外均具有强逆转活性、低毒的先导化合物NPB-014,明确了其主要作用机制为抑制MDR肿瘤细胞过量表达的细胞膜蛋口p-gp对抗肿瘤药物的泵岀功能，使抗肿瘤药物能在胞内累积从而杀死肿瘤细胞，即恢复肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性。这些研究国外尚无报道，属原始自主创新研究。2、利用微生物进行抗肿瘤药物紫杉醇关键中间体的生物催化合成关于利川微生物转化技术对

5、红豆杉属植物可再生•资源枝叶小含量丰富的的（10■去乙酰・）7-木糖紫杉醇进行牛物酶促转化，直接人量生产具有重要药用价值的抗肿瘤药物紫杉醇或/和紫杉烷类药物重要中间体的研究，国外已冇一些相关的报道，但均处于实验室的一种小规模摇瓶阶段的探索性研究，没冇涉及到反应工艺的优化、菌种的选育、人规模（生物反应器）试验、固定化牛物转化以及相关酶及其基因工程等方血的研究，远没有达到工业化生产的水平。最新文献及专利检索表明：国内尚无此方面研究的公开报道，也无公开的专利发表。冃前，优化生物转化反应过程，建立高选择性、高稳定性及高效性的生物转化体系，研究和建立固定化生物催化技术体系和全细胞催化体系，以及进行

6、相关酶的分离、纯化与相关酶基因的克降、表达从而获得更高效的工程牛•物转化菌株等是当前*物转化研究领域发展的趋势,本课题也拟从上述儿方血來研究紫杉醇及英中间体的微牛物催化合成进行研究，能够形成并拥有白主知识产权，具有创新性。：、课题主要研究技术国内外专利授权情况1、利用银杏细胞进行肿瘤多药耐药逆转剂NPB-014中间体的生物催化合成：此部分工作均为原始创新研究，拥有白主知识产权。首先，此研究所用的原料化合物sinenxanAd被授权获得国际专利［PCTInt.Appl.WO9406,740(Cl.C07C35/37),JPAppl.92/249,047J,其次,肿瘤MDR逆转剂NPB-01

7、4及其中间体9-OHsinenxanA的制备、用途已获得专利保护(CN1393438A)o2、利用微生物进行抗肿瘤药物紫杉醇关键中间体的生物催化合成：也即(10-±-乙酰-)7-木糖紫杉醇的7•木糊基团的微生物选择性水解。此方面的丁作已有授权的美国专利(USPatent,5700669)。但：(1)受专利保护的菌种为莫拉氏菌属(Moraxellasp),而我们筛选得到3株功能菌不属于此类微生物，为新发现的生物催化剂，不属上述专利保护