微生物发酵产阿卡波糖的研究进展.pdf

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1、万方数据中国抗生素杂志2014年1月第39卷第1期文章编号：1001-8689(2014)01-0001—05微生物发酵产阿卡波糖的研究进展彭卫福程新李昆太’(江西农业大学生物科学与工程学院，南昌330045)摘要：阿卡波糖系由游动放线菌产生的C7N．氨基环醇类假性四糖物质，可与Gt．葡萄糖苷酶发生竞争性抑制作用而被广泛应用于11型糖尿病的治疗，以达到降低糖尿病患者餐后高血糖的目的。本文对阿卡波糖的生物合成途径及其发酵工艺控制等方面的研究进展进行了综述。关键词：游动放线菌：阿卡波耱；生物合成；发酵工艺中图分类号：R15

2、1．2文献标志码：AResearchprogressinmicrobialproductionofacarbosePengWei—fu，ChengXinandLiKun—tai(CollegeofBiologicalScienceandEngineering，JiangxiAgricultureUniversity,Nanchang330045)AbstractAcarboseisaC7N-aminocyclitolpseudo—oligosaecharideproducedbyActinoplanessp．，whic

3、hactsasacompetitivea-glucosidaseinhibitorandiswidelyusedinthetherapyofdiabetestypeIItocontrolthebloodsugarcontentsofpatientsaftermeals，Inthispaper，thebiosyntheticpathwaysandfermenmtionprocessesofacarboseweresummarized，respectively．KeywordsActinoplanessp．；Acarbos

4、e；Biosyntheticpathways；Fermentationprocesses阿卡波糖(acarbose)是一种C7N'氨基环醇类的假性四糖物质(】】，可与a．葡萄糖苷酶发生竞争性抑制作用而被广泛应用于II型糖尿病的治疗，以达到降低糖尿病患者餐后高血糖的目的。除了具有良好的降血糖效果外，阿卡波糖还具有调节体内脂类代谢并改善动脉硬化的作用，可全面降低糖尿病患者因高脂血症而诱发心脑血管疾病的危险性f2-31。加之与西方膳食相比，中国患者饮食中碳水化合物所占比例更高，这更是给使用阿卡波糖获得良好疗效带来了很好的基础

5、【。-5】。因此，阿卡波糖是一种理想的II型糖尿病治疗药物，在我国的销售额已超越传统的磺酰脲类、双胍类降糖药物。由于阿卡波糖结构复杂，其化学合成步骤相对繁琐且成本高昂，因此目前几乎都是通过微生物发酵法来生产阿卡波糖。本文对阿卡波糖的生物合成途径及其发酵工艺控制等方面的研究进展进行了综述。1阿卡波糖生物合成途径的阐释1．1阿卡波糖的化学结构阿卡波糖分子式为C，；H。、NO∥其化学结构式图1所示。由图1可以看出，阿卡波糖是典型的C7N．氨基环醇类假性四糖物质，它由氨基环醇、4一氨基．4，6一二脱氧葡萄糖和一分子麦芽糖三部分

6、组成【e】，理论上形成一分子的阿卡波糖需要二分子的葡萄糖和一分子的麦芽糖[719]。收稿日期：2012．12．18基金项目：国家自然科学基金项目往1266009和3136∞17)和江西省科技支撑计划重点项Ij(2009BGA02100)。作者简介：彭卫福，男，生于1990年，在读硕士研究生，主要从事微生物学研究。‘通讯作者：李昆太，男，生于1978年，博士，副教授，主要从事微生物代谢调控研究，E．mail：atai78@sma．corn万方数据2微生物发酵产阿卡波糖的研究进展彭卫福等

7、一一OHHO5l‘：旷飞“H3rC

8、HOHjH蚓崔碱_o?减％un瓣CHvOH。H图1阿卡波糖的化学结构式Fig．1Thestructureofacarbose1．2阿卡波糖的合成途径游动放线菌似ctinoplanessp．)是阿卡波糖的主要产生菌，另9bStreptomycesglaucescensGLA．O也能够合成阿卡波糖【10】。借助于分子生物学及基因工程手段，再辅以酶学分析、同位素标记、核磁共振波谱学等技术，阿卡波糖的生物合成途径已基本阐明，如图2所示。研究表明，Actinoplanessp．和StreptomycesglaucescensGL

9、A．O中参与阿卡波糖合成的酶系分别由Acb基因簇和Gac基因簇编码而成[12】。其中，对Actinoplanessp．SE50／110进行的全基因组测序表明，其基因组由一条环状染色体组成，DNA碱基比(G+C)含量高达71．32％，染色体长度为923985lbp，共编码8270个预测蛋白质【13】。作为一种典型的C7N．氨基环醇类