Materia primă pentru producerea hormonilor steroizi, cerințele de bază pentru calitatea și conținutul lor. Principalele transformări microbiologice ale steroizilor: introducerea unei grupări hidroxil, dehidrogenarea, reducerea microbiologică, hidroliza esterilor.
Conținutul scurt al materialului:
Biotehnologia hormonilor steroizi
hidroliza hormonului steroidic eter
Pentru produsele farmaceutice la fabricarea cărora se utilizează biotehnologia, hormonii steroizi aparțin principalilor reprezentanți ai acestora, printre care corticosteroizi, estrogeni și androgeni. Ele nu numai că participă la aproape toate funcțiile vitale ale corpului, dar și ca medicamentele sunt foarte selective, au un spectru larg de acțiune. În practica medicală, hormonii steroizi sunt utilizați ca medicamente antiinflamatoare, diuretice, anabolice, contraceptive, anti-canceroase.
Istoricul sintezei hormonilor steroidieni se bazează pe metode de biotransformare, rezultatul căruia este transformarea metaboliților în compuși înrudiți structural sub influența microorganismelor sau celulelor microbiene. În acest proces, este foarte important ca microorganismele să poată afecta numai stadiile individuale (singure) ale proceselor destul de complexe și lungi de sinteză chimică.
Transformarea microbiologică este utilizarea activității enzimatice a celulelor viabile de microorganisme, care are ca rezultat o anumită modificare a structurii moleculare a substratului transformat. În domeniul transformării compușilor steroizi, avantajele catalizatorilor biologici sunt cele mai pronunțate. Pentru o lungă perioadă de timp, transformarea microbiologică a fost considerată o metodă specifică de chimie a steroizilor. [1,5]
Primele rapoarte privind transformarea steroizilor de către microorganisme au apărut cu mult înainte de stabilirea structurii principalilor reprezentanți ai steroizilor. Înapoi la sfârșitul secolului al XIX-lea. se cunoștea că flora bacteriană a intestinului mamiferelor transformă colesterolul în coproterin, iar acidul cholic într-unul deoxicolic. Până în 1913, a fost inclusă descoperirea scindării complete de colesterol prin micobacterii. Și numai în anii treizeci, când a fost stabilită structura principalelor hormoni steroizi cunoscuți în acel moment, s-au făcut încercări de a utiliza capacitatea de transformare a microorganismelor pentru prepararea preparativă a acestor compuși. În 1948, introducerea unei grupe hidroxil într-o moleculă de steroizi a fost efectuată pentru prima dată într-un mod microbiologic. Dar numai după obținerea 11-hidroxiprogesteronului din progesteron în timpul fermentării acestuia din urmă cu cultura Rhizopus nigricans, transformările microbiologice ale steroizilor au atras atenția.
Această transformare a demonstrat clar avantajele metodelor microbiologice față de cele chimice: introducerea funcției oxigenului într-o poziție specifică a moleculei de steroizi a fost înlocuită de o singură etapă de hidroxilare enzimatică. Descoperirea în acei ani a valorii terapeutice a cortizonului, împreună cu succesele procesului microbiologic de hidroxilare, au atras atenția microbiologilor, chimistilor și medicilor asupra acestui domeniu.
Utilizarea microorganismelor ca purtători de sisteme multienzimatic active, capabile să traducă compuși organici exogenă într-o varietate de produse utile și substanțe active fiziologic bazate pe faptul că acestea pot fi realizate într-o singură etapă de conversie majoră care necesită sinteza 20 etape chimice. Mai mult, este posibil să se efectueze cu ușurință reacția, în timp ce este dificil sau metode nu fezabile de sinteză pur chimice. [3,5,9]
Majoritatea proceselor de transformare microbiologică conduc la o rearanjare ușoară a moleculei substratului, efectuată de una sau mai multe enzime. Cu toate acestea, există procese microbiologice care modifică semnificativ structura compusului transformat. O caracteristică comună a tuturor proceselor de transformare microbiologică este că rezultatul lor este o modificare a structurii moleculare a substanței transformate și nu sinteza moleculei de novo.
De asemenea, se referă la transformările microbiologice metaboliților sinteza din precursori, cu condiția ca structura produsului de reacție este determinată în principal molecule precursoare structura (de exemplu, sinteza anumitor baze heterociclice de nucleotide și fosfat pentoză).
În prezent, a fost adoptată clasificarea transformărilor microbiologice după tipul de origine și divizarea grupurilor funcționale.
Principalele procese de transformare microbiologică: oxidare, reducere, decarboxilare, dezaminare, formarea de glicozide, hidroliză, metilare, eterificare, dehidrogenare, disproporționare, condensare, aminarea, acetilare, amidare, Demetoxilarea, nukleotidatsiya, halogenarea, demetilare, asymmetrization, racemizare, izomerizare.
Luați în considerare aceste procese în ceea ce privește biotransformarea hormonilor steroizi și, de asemenea, atingeți materiile prime pentru producerea hormonilor steroizi și avantajele sintezei microbiologice în comparație cu substanța chimică. [2,4,7]
1. Materii prime originale pentru producerea de hormoni steroizi
Steroli naturali - materii prime pentru obținerea medicamentelor valoroase. [1]
O clasă mare de steroizi se caracterizează prin prezența în moleculă a unui schelet ciclic specific - tsiklopentanpergidrofenantrena construite din patru inele, dintre care trei și șase atomi (A, B și C) și unul - cinci membri (D). Pentru a indica diferitele poziții ale acestui inel, se adoptă următoarea numerotare. Steroli (steroli) includ steroizi care poartă o grupare hidroxil la poziția C-3.
Una dintre cele mai importante și bine studiată sterolul este colesterolul (Zoosterolii clasă) având bruttoformulu C27 N46 A. Se găsește în aproape toate organe și țesuturi de animale și oameni. Colesterolul participă la procesele fiziologice care apar într-o celulă vie, fără participarea sa, nu se poate dezvolta un organism în creștere. pietre umane cu bilă 99% compus din colesterol, bogat în acest compus al glandelor suprarenale și a altor organe. Măduva spinării și creierul bovinelor sunt cel mai bun material pentru producția industrială de colesterol. A fost considerat un sterol de animale specific până când a fost găsit în unele plante și în alge roșii marine. Formula structurală exactă a acestui compus a fost stabilit numai în 1932, deși a fost izolat pentru prima data de calculi biliari în 1782
Alte steroli care apar în natură diferă de colesterol sau de lungimea lanțului lateral sau de gradul de saturație. [6,8,10]
Plant steroli (fitosteroli). O clasă foarte importantă de compuși, ele servesc ca o sursă de multe preparate steroizi valoroase.
Ergosterol structural diferit de colesterol grupă metil suplimentar în catena laterală la C-24, și, de asemenea, are două legături duble suplimentare: unul la C-7, cealaltă în catena laterală la atomii 22- și 23-carbon. Ergosterolul este o provitamină a vitaminei D. Structura ergosterolului a fost stabilită în 1934.
Stigmasterolul S29H48O este unul dintre cele mai frecvente fitosteroli, se găsește în cantități mari în uleiul de soia și trestia de zahăr. Stigmasterol diferă de colesterol în structură prin prezența unei legături duble între atomii de carbon de 22 și 23 de atomi de carbon și prezența grupării etil la poziția 24.
Un alt sterol de plante pe scară largă este sitosterolul C29H50O. În structură, este similar cu stigmasterolul, diferindu-se de acesta numai prin absența unei legături duble în lanțul lateral.
Sitosterolul se găsește în uleiurile de bumbac și de soia, în germeni de grâu și cauciuc natural, în trestie de zahăr și în alte materiale vegetale. Sursa comercială a sitosterolului este cel mai adesea stuf și ulei de semințe de bumbac. Sitosterolul și stigmasterolul sunt cele mai promițătoare și mai ieftine materii prime pentru producerea de hormoni steroizi.
Sterolii sunt necesari pentru funcțiile fiziologice și biochimice ale unui organism viu. Se presupune că sterolii sunt necesari pentru formarea sistemelor membranare, a membranelor celulare și a altor structuri structurale ale celulei. Există dovezi că sterolii reprezintă un factor de protecție împotriva efectelor toxice ale multor compuși naturali. [3,8]
Principalele căi de biosinteză a hormonilor steroizi din colesterol. La animale si oameni din colesterol a produs trei grupe importante de hormoni: hormoni si progesteron hormoni suprarenalieni (corticosteroizi).
În formarea hormonilor steroidieni din colesterol, pregnenolona a fost formată inițial - principalul produs intermediar al biosintezei steroizilor și corticosteroizilor. Oxidarea grupării OH a pregnenolonei la C = 0 este însoțită de deplasarea dublei legături; produsul acestei reacții ketosteroidizomeraznoy este progesteronul - un hormon al placentei și al corpului galben.
Pregnomenolonul este, de asemenea, un precursor al hormonilor sexuali masculini (testosteron) și al hormonilor sexuali feminini (estrogen - estronă, estradiol). În cortexul suprarenal, progesteronul este transformat în corticosteron și cortizol (.
Trimiteți-le prietenilor: