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文檔簡介

子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉不可期。54、雄發指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。子學習情境氫化可的松發酵子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉不可期。54、雄發指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。子學習情境2.2

氫化可的松發酵發酵制藥任務一甾類藥物激素:是由內分泌腺體及具有內分泌機能的細胞或組織所分泌的物質(甲狀腺、腎上腺、卵巢、睪丸、胰腺等),是動物機體內部自然生成和存在的。新課程改革實施以來,隨著教學理論研究的不斷深化及教學實踐的不斷拓展,教學評價的地位和作用日益凸顯。在我縣農村學校,由于學生大都基礎薄弱,英語學習興趣不大,學習主動性不強,再加上許多留守學生缺乏家長的督促和關愛,致使英語教學效果不佳,教學質量不高。農村學校把改進教學方法作為英語新課改的重點,忽視了新課程改革的其他方面,在教學評價上大都沿用傳統的評價模式,存在著評價方式單一,重結果而輕過程,重分數而輕體驗等現象。結果是農村學校的新課改舉步維艱,事倍功半,成效普遍不顯著。因此,必須探索適合農村學生實際的評價模式,提高英語教學效率。對此,筆者談幾點自己在教學實踐中的認識。一、評價要有激勵性激勵性是教學評價的主要功能之一。在農村英語教學中,英語教師應注意運用評價的激勵功能來激發學生的英語學習興趣,促進學生英語學科核心素養的形成和發展。筆者在教學中發現,在農村中學有許多學生對英語學習不感興趣,認為英語是外國的語言,他們也沒機會到外國去,學習英語用處不大,只會白白浪費時間;加之英語現在是標準化考試,試卷上有A、B、C、D四個選項,可以碰運氣選擇,得分率有時也很高。這些學生認為應該把學英語的大量時間用到物理、化學等別的科目的學習上。對于抱有這種思想的學生與其他的學困生,英語教師應熱心對待,引導他們邁向學習的正軌;對于他們取得的進步,要以賞識的態度來評價,以愛心引導他們看到自己的優點和長處,發現自己在學習上的不足,奮勇拼搏,迎頭趕上。例如,當有的學困生在英語學習中出現興趣不足,學習困惑時,英語教師要以愛心鼓勵他們揚起奮進的風帆,運用“Nevermind!Tryagain!Iknowyoucandoit.Onemoretimeandyoullgetit.”等話語使學生明白教師對他們的關心與激勵,從而使他們的信心大大增強,促使他們自主學習能力的形成。二、評價用語要規范科學規范的評價用?Z體現了新課改與素質教育的要求,有利于學生對自己的學習情況的了解,增強學生對教師的信任度。因此,科學、規范、準確的評價用語對提高學生的學習積極性起著很大的作用。英語教師在評價學生時,一定要重視評價用語的規范性,努力追求評價用語價值的最大化。對于一些教學水平有待提高,評價用語使用不規范的教師,學校要組織他們進行學習,以提高這些教師的評價水平,增進評價知識的獲得,提高英語教學能力。在教學實踐中英語教師要多學習,靈活運用各種評價用語,為學生的英語學習助力。比如,在課堂教學中可以用“Whatanimagination!”“Youreveryquickatpickingupthings!”“Yourhandwritingisverybeautiful!”來評價鼓勵學生。對于學困生,可以用:“Dontgiveup!(別放棄!)”“Youcandoit!(你能行!)”“Almostright!(幾乎快對了!)”來激勵他們鼓起勇氣,增強信心,努力學習。筆者曾經給一個學困生寫過這樣的評語:Wonderful!Yourereallyimproving!Workhardandyoucanmakeit!這樣的評語有助于增強學生的信心,引導學生發現自己的不足,調整自己的學習計劃,提高他們的學習能力。實踐證明,靈活運用多種評價策略,把形成性評價和終結性評價相結合,可以促使學生保持學習熱情,增強學生學習的積極性和主動性。三、評價要尊重學生的個體差異學生在智力與學習信念、學習方式等方面存在著個體差異,在新課程背景下,教師在評價學生時要尊重學生的個體差異,對不同的學生要采用不同的評價語言與評價方式,以促進學生學習水平的提高。對于學習好的學生,評價時要鼓勵學生再接再厲,適當運用表揚性評價用語,對他們多提新要求,激勵他們向更高的目標邁進。對于中等學習水平的學生,教師要以表揚為主,評價時要注意方式與方法,切忌挖苦嘲諷。如發現他們的缺點和不足時,要及時進行引導教育,幫助他們揚長避短,努力進取。對于學困生,教師要在平時就與他們多溝通、多了解他們的學習情況。評價時要從他們身上的閃光點入手,采用賞識評價的方式來調動他們學習的積極性,使之自覺地發現自己的不足,及時校正學習方法。在平時的教學中,教師還要注意了解他們的學習計劃,幫助他們改進和完善學習計劃,樹立自信,克服學習上的困難,勇于進取。對于這些學生要以鼓勵為主,充分發揮評價的激勵和促學的功能,并結合他們學習的實際情況做好學法指導。對于出現的學習偏差,要指出努力的方向,進行積極的引導與鼓勵,增強他們的自尊心與自信心。另外還要注意把關注學生的個體差異和面向全體有機結合起來,把形成性評價和終結性評價相結合,努力促進學生核心素養的形成和發展,促進學生全面成長。在英語教學實踐中,英語教師要能以新課改為指南,以素質教育為宗旨,綜合運用評價的激勵和促學功能,以愛心評價農村學生的成長與進步,構建起他們學習好英語的信心,培養他們的主動學習能力,為他們的成長與成才奠定基礎。[2004年秋季甘肅省慶陽市初中實施新課程改革,2010年秋甘肅省高中實施新課程改革,實施新課改以來,我們學校的生物老師對探究性教學進行了嘗試,2014年5月,為了更好地實施探究性教學,生物教研組申報省級課題《新課改下農村中學生生物探究學習能力的培養》,同年7月該課題通過立項,我們生物組全體老師在全校生物課教學中開展生物探究性教學,通過在生物課中探究性教學的實施,現就在生物探究性教學中存在的問題進行了探索和反思,在此和大家交流如下:一、存在問題1.認識不足:包括教育行政部門領導、學校領導、教師、學生以及家長的認識都不足。教育行政部門領導、學校領導認為教學就是考高中、考大學,而生物在初中是會考科目,高中是高考科目中的小課,因而得不到教育行政部門領導、學校領導的重視,學生以及家長只看考分,其他都不重視,這樣一來教師也只能重視考試成績,不重視學生能力的培養。《義務教育生物學課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)倡導探究性學習,力圖改變學生的學習方式,引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,突出創新精神和實踐能力的培養。《標準》中的這些要求,教師學了沒用,教育行政部門領導、學校領導、學生以及家長根本就不知道。由于受評價制度的影響,導致教育觀念落后,影響了探究性學習的開展。2.時間不足:按照新課標要求7年級第一學期每周應該開設3課時,但我們學校每周只開設2課時;高二生物4課時,但我們學校每周應該只開設3課時。從2007年春季開始,慶陽市把初中生物納入會考的科目,目的是促進生物課的教學,提高生物學的教學質量,但會考成績不計入中考,因而教育行政部門領導、學校領導、學生以及家長都不會重視。目前高中生物知識點、高考考點多,教學任務繁重,學校開設課時不夠,學習課本知識點的講授就占用了絕大多數教學時間,教學任務都完不成,很難有時間來開展探究活動。3.資源不足:生物教學資源包括實驗儀器和藥品、社會資源、自然資源等,長期以來,受高考和中考的影響,生物課長期放在“副科”的位置上,再加上農村學校受安全、經費等影響,實驗儀器老化,藥品短缺,不敢走出校門,探究性教學開展受資源制約。實驗只能靠教師口頭表述為主,教學方法單一,不能激發學生的學習興趣。4.評價機制的制約:現在仍然是“一考定終生”的終結性學業評價體系占主導地位,過程性評價也大都形同虛設,致使全民看重的是學校的中考和高考的升學率,教育行政部門的評價也是用中考和高考的升學率來評價學校和教師,作為教師只能是“你怎么評價我,那我就怎么教學生”,導致學生的主動參與和勤于動手能力、分析和解決問題的能力、交流與合作的能力、創新精神和實踐能力的培養難以實現,也影響了教師開展探究性教學的積極性。二、實施策略1.加強學習,樹立先進的理念:學習首先是教育行政部門的領導和學校的領導,他們要學習的是新課程中的探究性教學的重要性,通過學習要在大環境下營造探究性教學的氛圍;其次是家長和學生的學習,他們要學習的是探究性教學中動手能力、交流與合作的能力、創新精神和實踐能力的培養對學生今后發展的影響,通過他們的學習促使探究性教學大環境的形成;最后是教師的學習,受現在教育大環境的影響,大多數教師對新課改實施的仍然是“穿新鞋,走老路”,是圍繞中考和高考的升學率進行教學,要加強對生物教師的培訓,對生物教師的培訓主要有:一是樹立新的教育教學理念,把提高全民素質(包括實踐能力、創業能力、創新能力等)作為教師的責任;二是提高生物教師探究性教學的能力,通過參加各級各種新課改培訓,切實提高生物教師業務素質。只要探究性教學的大環境形成了,今后的工作就好做了。2.合理安排時間、資源,構建合理評價制度:首先,教學時間要按新課標要求安排,要有足夠的時間來供學生進行探究活動;其次,學校要保證學生進行探究性實驗的實驗儀器和藥品,充分開發與利用學校的生物實驗室資源,建議國家對西部農村的支持包括在教學儀器和藥品多投資一點,改善農村教育教學條件;再次,教育行政部門和學校要制訂有利于探究性教學的評價機制,以調動廣大教師實施探究性教學的積極性,保證新課改的真正實施,以促進學生的真正健康發展,確保國民素質的真正提高,以適應現代社會發展的需要。總之,通過近幾年新課改的實施和一年來生物探究性教學課題的實施,我們認識到讓學生走出書本、走向社會、走向自然,通過開展調查研究,在社會的大環境里學習和探索,是新課改的要求,也是社會發展的需要,我們要通過努力形成全社會重視探究性教學的大環境。注:課題立項號GS[2014]GHB0729子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。子學習1子學習情境2.2

氫化可的松發酵發酵制藥子學習情境2.2

2子學習情境氫化可的松發酵課件3子學習情境氫化可的松發酵課件4子學習情境氫化可的松發酵課件5子學習情境氫化可的松發酵課件62、鹽皮質素類。為腎上腺皮質的球狀帶細胞分泌。在生理水平對礦物質代謝,特別是對鈉潴留和鉀排泄的作用很強。在藥理治療劑量下,僅用作腎上腺皮質功能不全的替代療法,在獸醫臨床上實用價值不大。3、氮皮質素類。由腎上腺皮質的網狀帶分泌,包括雄激素和雌激素。2、鹽皮質素類。7二、性激素性激素重要生理功能:刺激副性器官的發育和成熟,激發副性特征的出現,增進兩性生殖細胞的結合和孕育能力,還有調節代謝的作用。分類:(按其生理功能可分為)雄性激素雌性激素二、性激素性激素重要生理功能:8雄性激素:雄性激素屬于C19類固醇,主要由睪丸和腎上腺皮質所產生,卵巢也有少量合成。睪丸分泌的雄激素主要有3種:睪酮、脫氫異雄酮和雄烯二酮。雄性激素:9雌性激素:包括雌激素和孕激素兩類,主要由卵巢合成和分泌,腎上腺皮質和睪丸也能少量合成。雌激素,真正由腺體分泌,有活性的只有3種:17β-雌二醇、雌酮和雌三醇。三種激素生理活性相差很大,其相對比活為100:10:3。孕激素屬于C21類固醇,體內真正存在的是孕酮。雌性激素:10三、蛋白同化激素蛋白同化激素是一類從睪丸酮衍生物中分化出來的藥物。特點是性激素的作用大為減弱,蛋白質同化作用仍然保留甚至增強,臨床使用比較安全,較少引起男性化癥狀等不良反應。如17α-甲基去氫睪丸素(17-methyldehydro-testosterone,商品名為大力補)。三、蛋白同化激素蛋白同化激素是一類從睪丸酮衍生物中分化出來的11蛋白同化激素主要作用:①促進蛋白質合成和抑制蛋白質異化;②加速骨組織鈣化和生長;③刺激骨髓造血功能,增加紅血球量;④促進組織新生和肉芽形成;⑤降低血膽甾醇。蛋白同化激素主要作用:12三、甾體藥物的來源1、化學合成(早期):成本高,收率低2、微生物轉:收率提高,省去這多步化學反應3、天然提取三、甾體藥物的來源1、化學合成(早期):成本高,收率低13微生物轉化工藝的特點①可減少化學合成步驟,簡化生產流程,縮短生產路線。如由黃體酮生產炔諾酮,利用微生物轉化,可以減少6步工序。微生物轉化工藝的特點14②能提高產物的收率和產品質量,降低成本。不同的菌種都會影響到產品的收率和成本,菌種越優良,反應越向有利的方向進行。采用生物轉化,減少了生產步驟,從而也降低了過程損失。

如19-羥基-4-雄烯-3,17-二酮轉化為雌酮采用化學法合成需要3步才能完成,產品得率只有15%~20%,采用微生物轉化法,得率可達到80%以上。②能提高產物的收率和產品質量,降低成本。不同的菌種都會影響15化學合成過程中的化學物質常對產品質量也有影響如:生產去氫可的松和去氫化可的松,過程中要加入SeO2,在產品中常含有少量的Se有毒物質③可進行化學法難以實現的反應。如甾類化合物C-11上的加氧(即羥化)等反應,化學法難以實現,常采用微生物法處理。化學合成過程中的化學物質常對產品質量也有影響如:生產去16微生物轉化可供選擇的酶的種類較多,為生產過程提供了可能。微生物轉化避免和減少了強酸、強堿或化學有毒物質,改善了生產環境。目前一般采用化學合成和微生物轉化兩種方法相結合的生產工藝。微生物轉化可供選擇的酶的種類較多,為生產過程提供了可能。17任務二微生物轉化反應原理微生物對甾體所轉化部位:幾乎每個位置都能進行轉化。甾體激素藥物合成比較重要的轉化反應:一、氧化反應二、還原反應三、水解反應等任務二微生物轉化反應原理微生物對甾體所轉化部位:幾乎每個18一、羥化反應甾體上羥化對化學合成而言是非常困難的,除了C17位上通過化學方法能導入羥基外,其它位置很難導入。通過微生物羥化酶能非常專一地選擇某個碳位置上將某空間位置上的氫取代氧化成原來空間構型的羥基。一、羥化反應甾體上羥化對化學合成而言是非常困難的,除了C17191.C9α羥化C9α羥化在甾體藥物合成中是一個關鍵中間步驟,涉及到甾體邊鏈的選擇性降解,并且是皮質激素合成中一個關鍵中間體。由于C9位上導入羥基后,容易在C9—C10之間引入雙鍵,然后進一步形成C11β羥基或導入氟原子。1.C9α羥化20甾體合成中重要中間體9α-羥基-4-雄甾烯-3,17雙酮。4-雄甾烯-3,17-雙酮9α-羥基-4-雄甾烯-3,17-雙酮甾體合成中重要中間體9α-羥基-4-雄甾烯-3,17雙酮。219α-羥基-3氧化娠烷-4,17雙烯-20羧酸的制取3-氧化娠烷-4,17-雙烯-20-羧酸9α-羥基-3-氧化娠烷-4,17-雙烯-20-羧酸9α-羥基-3氧化娠烷-4,17雙烯-20羧酸的制取3-氧化22C11α羥化微生物轉化實現甾體C11α羥化,不僅解決藥物合成,更重要意義是增加皮質激素類化合物活力,使其具有高度抑制炎癥效應。C11α位羥化為通過微生物轉化來尋找更有效新藥開創了新途徑。C11α羥化23如孕酮的轉化中,利用黑根霉在溫度不超過320C時成功地實現了C11α羥基化反應。如孕酮的轉化中,利用黑根霉在溫度不超過320C時成功地實現了24新月彎孢霉(Curvularoalunata)能將ReichsteinS化合物(簡稱化合物S,CompoundS)一步轉化成氫化可的松

化合物S氫化可的松新月彎孢霉(Curvularoalunata)能將Reic25二、環氧化反應用微生物轉化法在甾體母核上引入環氧基團的反應與微生物羥基化有關。能產生11β-羥基化的新月彎孢霉或布氏小克漢銀霉都可將17α,21-二羥基-4,9(11)-孕甾二烯-3,20-二酮轉化成9β,11β環氧化合物。二、環氧化反應26三、脫氫反應當抗炎甾體激素等藥物的母核C1,C2位置導入雙鍵后,其抗炎作用會成倍增加。醋酸可的松C1,C2位上導入雙鍵成醋酸脫氫可的松后抗炎作用增強3~4倍。R1=9αF或H; R2=H,6αCH3,6αF; R3=H,16αCH3,16βOH,16αOH三、脫氫反應當抗炎甾體激素等藥物的母核C1,C2位置導入雙鍵27化學法脫C1,C2氫是采用二氧化硒法,由于硒在生產中難以除盡會使產品中帶有少量對人體有害的物質采用微生物轉化脫氫是甾體抗炎激素藥物合成中不可缺少的一步微生物對甾體羥化與脫氫能力是相反的,細菌的脫氫能力比真菌大,特別是棒狀桿菌和分枝桿菌活力最大。

化學法脫C1,C2氫是采用二氧化硒法,由于硒在生產中難以除盡28四、甾核及邊鏈的選擇性降解機理具有生理活性甾體類藥物的基本母核目前都是從高等動植物中獲得首先必須有選擇性地對其邊鏈進行降解。化學法選擇性差,產率低。目前,多采用微生物轉化法。四、甾核及邊鏈的選擇性降解機理29甾體藥物的天然資源薯蕷皂苷元(約占60%)是豆甾醇(約占15%)膽甾醇β-谷甾醇甾體藥物的天然資源30甾核邊鏈的選擇性降解的應用工業上通過生物技術來控制微生物選擇性地降解甾體邊鏈以獲得:雄甾-4-烯-3,17-雙酮,簡稱4AD;1,4-二烯-雄甾-3,17雙酮,簡稱ADD;3-氧聯降膽甾-1,4-二烯-22-酸,簡稱BDA等。甾核邊鏈的選擇性降解的應用工業上通過生物技術來控制微生物選擇31生物技術控制途徑①通過底物-甾體結構的修飾;②在微生物降解過程中加酶抑制劑;③通過誘變技術獲得生化阻斷突變菌株。生物技術控制途徑32任務三甾體激素

的生產工藝過程任務三甾體激素

的生產工藝過程33

甾體的微生物轉化和一般的氨基酸、抗生素的生產不同發酵的產物不是目的產物,而只是利用微生物的酶對甾體底物的某一部位進行特定的化學反應來獲得一定的產物。甾體的微生物轉化和一般的氨基酸、抗生素的生產不同34生產過程微生物生長和甾體的轉化完全可以分開:一般先進行菌的培養,在菌生長過程中累積甾體轉化所需要的酶然后利用這些酶來改造分子的某一部位。生產過程微生物生長和甾體的轉化完全可以分開:35一、甾體的微生物轉化生產流程培養基培養菌液菌種氧化甾體菌體培養基或懸浮液(緩沖)液)甾體的溶液(有機溶劑)甾體基質離心(甲)甾體基質氧化甾體(乙)一、甾體的微生物轉化生產流程培養基培養菌液菌種氧化甾體菌體培36甾體微生物轉化的兩個階段第一階段:微生物生長階段第二階段:底物轉化階段甾體微生物轉化的兩個階段第一階段:微生物生長階段37第一階段:微生物生長階段它是將菌種接入斜面培養基或小米培養基培養3~5d→將成熟的菌種細胞或孢子接入搖瓶或種子罐,給予合適的溫度、溶氧濃度、pH值等條件培養,使其充分繁殖與生長。培養時間的長短隨菌種和環境而異,細菌的生長期12~24h,真菌為24~72h。

第一階段:微生物生長階段它是將菌種接入斜面培養基或小米培養基38第二階段:底物轉化階段一般是在微生物生長的終點,逐漸將甾體的粉末或適當的(有機)溶液加到培養物中,或把成熟細胞分離洗滌,然后懸浮于水或緩沖液中,再將底物加入。第二階段:底物轉化階段39說明:大多數甾體化合物難溶于水,所以常用的方法是先把底物溶于有機溶劑,如丙酮、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺(飽和溶解度達10%~20%),濃度在2%對微生物無毒性。說明:40

微生物轉化

生產甾體藥物的工藝一般采用二級培養工藝流程如下:微生物轉化

生產甾體藥物的工藝一般采用二級培41二、甾體微生物轉化方式1、由生長菌體培養物進行的反應是在培養菌體的適當時間(中期或后期),添加基質,一邊繼續培養,一邊進行反應。2、由靜態菌體懸液進行的反應是在適當的培養基中,使菌體充分生長發育后,用過濾或離心法進行分離,將收集到的菌體懸浮在水或適當的緩沖液中,再將甾類化合物加入進去,使其反應。二、甾體微生物轉化方式1、由生長菌體培養物進行的反應是在培養423、混合培養進行反應是將具有1,2脫氫能力和11β-羥化能力的微生物并用進行轉化反應。(如果兩種微生物單獨培養,則必須將各過程中的抽提產物轉送到下面的工序,人力物力消耗較大。如采用混合培養法,則可省略抽提操作。)

3、混合培養進行反應是將具有1,2脫氫能力和11β-羥化能力43三、影響轉化的一般因素生物轉化的關鍵:選擇專屬性高的微生物控制適宜的發酵條件三、影響轉化的一般因素生物轉化的關鍵:44適宜的發酵條件主要包括(1)攪拌攪拌可增加傳質和傳熱,可以增加培養基的氧氣供給,使氧氣均勻分散而提高轉化率。(2)通氣可直接增加氧氣的供給。有研究表明,溶解氧量對誘導酶產生非常重要。(3)前體半連續的加入可以降低由于一次大量加入所引起的毒性,也可減少由于發泡所引起前體的損失。適宜的發酵條件主要包括(1)攪拌攪拌可增加傳質和傳熱,可以45(4)培養基組成①氮源規格影響不太大,水解蛋白比蛋白胨好;②糖類和脂肪對11β羥化有影響;③有些酶反應需要金屬離子,例如缺鋅不能進行6β-羥化,而有些金屬離子使酶失活。(4)培養基組成46(5)溫度:微生物的培養都有適宜的溫度,若溫度太低,微生物生長不良,不能產生足夠的酶;若溫度過高,又會因酶蛋白變性而使轉化反應受阻。(5)溫度:微生物的培養都有適宜的溫度,若溫度太低,微生物生47子學習情境氫化可的松發酵課件48四、產物的分析與分離方法產物的分析與分離均需要用適當的與水不混溶的溶劑將甾體從培養基中提取出來,最常用的如:氯仿、二氯乙烷、醋酸乙酯和甲基異丁基酮等。溶劑的用量需根據產物在培養基和溶劑中的分配系數而定,提取時要防止乳化。產物的提取液經適當的濃縮,用柱層析或直接用分步結晶的辦法可以得到產物。四、產物的分析與分離方法產物的分析與分離均需要用適當的與水不49五、氫化可的松的制備氫化可的松(Hydrocortisone)又稱為皮質醇,化學名稱為11β,17α,21-三羥基孕甾-4-烯-1,20-二酮。其結構式為五、氫化可的松的制備氫化可的松(Hydrocortisone50氫化可的松的性狀為白色或幾乎白色的結晶性粉末,無臭,初無味,隨后有持續的苦味,遇光逐漸變質,略溶于乙醇或丙酮,微溶于氯仿,在乙醚中幾乎不溶,不溶于水。熔點為212~222℃比旋光度為+162~1690(1%乙醇)。氫化可的松的性狀為白色或幾乎白色的結晶性粉末,無臭,初無味,51氫化可的松的工業生產甾體藥物的合成基本上是用半合成方法合成的,僅有及少數用全合成制備(如甲基炔諾酮),原因是全合成的工藝路線過長(如可的松需三十余步反應),反應特殊,工藝過程過于繁雜;總收率低,無工業生產的價值。

氫化可的松的工業生產甾體藥物的合成基本上是用半合成方法合成的52目前國內外大都采用半合成的工藝路線,即從天然藥物中取得含有甾體基本骨架的化合物為原料通過化學合成來制取甾體藥物。氫化可的松采用半合成法生產。七步合成制得醋酸化合物S,然后經生物轉化制得氫化可的松。目前國內外大都采用半合成的工藝路線,即從天然藥物中取得含有甾53子學習情境氫化可的松發酵課件541、反應原理1、反應原理55生物氧化與水解這一步反應是利用梨頭霉菌,引入11β-羥基。在產物中,除了氫化可的松(簡稱β體)(Ⅱ)外,還產生11α-羥基化合物即表氫可的松(又稱為α體)(Ⅲ)、少量的其它位置的羥基化合物和未轉化的化合物S(Ⅰ)。所以在產品的分離純化時,以上各種物質必須分離出去。生物氧化與水解這一步反應是利用梨頭霉菌,引入11β-羥基。在56工藝流程圖工藝流程圖572、工藝過程

種子培養:將梨頭霉菌接種到土豆斜面培養基,28℃培養7~9d,成熟孢子用無菌生理鹽水制成孢子懸液后。種子培養的條件:培養基為葡萄糖、玉米漿、硫酸銨等配制,pH為5.8~6.3,接入孢子懸液后,在通氣攪拌下28℃培養28~32h。待培養液菌濃度達到35%以上,無雜菌污染,即可轉入發酵罐。2、工藝過程

種子培養:將梨頭霉菌接種到土豆斜面培養基,2858發酵:將玉米漿、酵母膏、硫酸銨、葡萄糖及水投入發酵罐中攪拌,用氫氧化鈉溶液調整物料pH值到5.7~6.3,加入0.03%豆油,滅菌溫度120℃,通入無菌空氣,降溫至27~28℃,接入犁頭霉孢子懸浮液,維持罐壓0.6kg/cm2,控制排氣量,通氣攪拌發酵28~32小時。用氫氧化鈉溶液調pH值到5.5~6.0發酵:將玉米漿、酵母膏、硫酸銨、葡萄糖及水投入發酵罐中攪拌,59投入底物氧化:發酵液體積0.15%的萊氏化合物S,氧化48小時后,取樣作比色試驗檢查反應終點。提取:到達終點后濾除菌絲,濾液用樹脂吸附,然后用乙醇洗脫,洗脫液經減壓濃縮至適量,冷卻到0~10℃,過濾、干燥得到粗品,熔點195℃,收率46%左右或用醋酸丁酯多次提取,合并提取液,減壓濃縮之適量,冷至0~10℃,過濾、干燥得粗品,熔點為195℃,收率為46%左右投入底物氧化:發酵液體積0.15%的萊氏化合物S,氧化48小60由于生物氧化所用的菌種梨頭酶菌的專屬性不夠理想,成品中除氫化可的松(簡稱β體)外,還生產11α-羥基化合物及表氫可的松(簡稱α體),以及少量其它位置的羥基化合物和未轉化的化合物S所以在霉菌氧化反應后,用醋酸丁酯提取到它的粗品中,就有以上各種副產物,必須分離提純。由于生物氧化所用的菌種梨頭酶菌的專屬性不夠理想,成品中除氫化61分離原理:采用混合溶劑法進行分離,利用它們在甲醇-氯乙烷混和溶劑中溶解度的不同(α體溶解度較大,β體較小)而達到分離目的。分離方法:粗品中主要為β體,并混有部分α體,必須要分離精制,可以將粗品加入16~18倍含8%甲醇的二氯乙烷溶液中,加熱回流使全溶,趁熱過濾,濾液冷卻至0~50C,冷凍、結晶、過濾、干燥得氫化可的松分離原理:采用混合溶劑法進行分離,利用它們在甲醇-氯乙烷混和62精制:用有機溶劑重結晶法進行精制用16倍左右的甲醇或乙醇重結晶,即可以得到精制的氫化可的松,熔點212℃以上精制:用有機溶劑重結晶法進行精制63存在的問題生物轉化反應的轉化率較低,投料濃度亦低,氧化的專屬性不夠理想,是氫化可的松生產中存在的問題,有待于進一步研究。國外在氫化可的松的生產中,用新月彎孢霉在玉米漿培養基中將化合物S直接轉化成氫化可的松,11β-OH轉化率可以達到65~75%,大大高于用犁頭霉菌的轉化率50%。存在的問題生物轉化反應的轉化率較低,投料濃度亦低,氧化的專屬64謝謝!21、要知道對好事的稱頌過于夸大,也會招來人們的反感輕蔑和嫉妒。——培根

22、業精于勤,荒于嬉;行成于思,毀于隨。——韓愈

23、一切節省,歸根到底都歸結為時間的節省。——馬克思

24、意志命運往往背道而馳,決心到最后會全部推倒。——莎士比亞

25、學習是勞動,是充滿思想的勞動。——烏申斯基供婁浪頹藍辣襖駒靴鋸瀾互慌仲寫繹衰斡染圾明將呆則孰盆瘸砒腥悉漠塹脊髓灰質炎(講課2019)脊髓灰質炎(講課2019)謝謝!21、要知道對好事的稱頌過于夸大,也會招來人們的反感輕65子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉不可期。54、雄發指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。子學習情境氫化可的松發酵子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉不可期。54、雄發指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。子學習情境2.2

氫化可的松發酵發酵制藥任務一甾類藥物激素:是由內分泌腺體及具有內分泌機能的細胞或組織所分泌的物質(甲狀腺、腎上腺、卵巢、睪丸、胰腺等),是動物機體內部自然生成和存在的。新課程改革實施以來,隨著教學理論研究的不斷深化及教學實踐的不斷拓展,教學評價的地位和作用日益凸顯。在我縣農村學校,由于學生大都基礎薄弱,英語學習興趣不大,學習主動性不強,再加上許多留守學生缺乏家長的督促和關愛,致使英語教學效果不佳,教學質量不高。農村學校把改進教學方法作為英語新課改的重點,忽視了新課程改革的其他方面,在教學評價上大都沿用傳統的評價模式,存在著評價方式單一,重結果而輕過程,重分數而輕體驗等現象。結果是農村學校的新課改舉步維艱,事倍功半,成效普遍不顯著。因此,必須探索適合農村學生實際的評價模式,提高英語教學效率。對此,筆者談幾點自己在教學實踐中的認識。一、評價要有激勵性激勵性是教學評價的主要功能之一。在農村英語教學中,英語教師應注意運用評價的激勵功能來激發學生的英語學習興趣,促進學生英語學科核心素養的形成和發展。筆者在教學中發現,在農村中學有許多學生對英語學習不感興趣,認為英語是外國的語言,他們也沒機會到外國去,學習英語用處不大,只會白白浪費時間;加之英語現在是標準化考試,試卷上有A、B、C、D四個選項,可以碰運氣選擇,得分率有時也很高。這些學生認為應該把學英語的大量時間用到物理、化學等別的科目的學習上。對于抱有這種思想的學生與其他的學困生,英語教師應熱心對待,引導他們邁向學習的正軌;對于他們取得的進步,要以賞識的態度來評價,以愛心引導他們看到自己的優點和長處,發現自己在學習上的不足,奮勇拼搏,迎頭趕上。例如,當有的學困生在英語學習中出現興趣不足,學習困惑時,英語教師要以愛心鼓勵他們揚起奮進的風帆,運用“Nevermind!Tryagain!Iknowyoucandoit.Onemoretimeandyoullgetit.”等話語使學生明白教師對他們的關心與激勵,從而使他們的信心大大增強,促使他們自主學習能力的形成。二、評價用語要規范科學規范的評價用?Z體現了新課改與素質教育的要求,有利于學生對自己的學習情況的了解,增強學生對教師的信任度。因此,科學、規范、準確的評價用語對提高學生的學習積極性起著很大的作用。英語教師在評價學生時,一定要重視評價用語的規范性,努力追求評價用語價值的最大化。對于一些教學水平有待提高,評價用語使用不規范的教師,學校要組織他們進行學習,以提高這些教師的評價水平,增進評價知識的獲得,提高英語教學能力。在教學實踐中英語教師要多學習,靈活運用各種評價用語,為學生的英語學習助力。比如,在課堂教學中可以用“Whatanimagination!”“Youreveryquickatpickingupthings!”“Yourhandwritingisverybeautiful!”來評價鼓勵學生。對于學困生,可以用:“Dontgiveup!(別放棄!)”“Youcandoit!(你能行!)”“Almostright!(幾乎快對了!)”來激勵他們鼓起勇氣,增強信心,努力學習。筆者曾經給一個學困生寫過這樣的評語:Wonderful!Yourereallyimproving!Workhardandyoucanmakeit!這樣的評語有助于增強學生的信心,引導學生發現自己的不足,調整自己的學習計劃,提高他們的學習能力。實踐證明,靈活運用多種評價策略,把形成性評價和終結性評價相結合,可以促使學生保持學習熱情,增強學生學習的積極性和主動性。三、評價要尊重學生的個體差異學生在智力與學習信念、學習方式等方面存在著個體差異,在新課程背景下,教師在評價學生時要尊重學生的個體差異,對不同的學生要采用不同的評價語言與評價方式,以促進學生學習水平的提高。對于學習好的學生,評價時要鼓勵學生再接再厲,適當運用表揚性評價用語,對他們多提新要求,激勵他們向更高的目標邁進。對于中等學習水平的學生,教師要以表揚為主,評價時要注意方式與方法,切忌挖苦嘲諷。如發現他們的缺點和不足時,要及時進行引導教育,幫助他們揚長避短,努力進取。對于學困生,教師要在平時就與他們多溝通、多了解他們的學習情況。評價時要從他們身上的閃光點入手,采用賞識評價的方式來調動他們學習的積極性,使之自覺地發現自己的不足,及時校正學習方法。在平時的教學中,教師還要注意了解他們的學習計劃,幫助他們改進和完善學習計劃,樹立自信,克服學習上的困難,勇于進取。對于這些學生要以鼓勵為主,充分發揮評價的激勵和促學的功能,并結合他們學習的實際情況做好學法指導。對于出現的學習偏差,要指出努力的方向,進行積極的引導與鼓勵,增強他們的自尊心與自信心。另外還要注意把關注學生的個體差異和面向全體有機結合起來,把形成性評價和終結性評價相結合,努力促進學生核心素養的形成和發展,促進學生全面成長。在英語教學實踐中,英語教師要能以新課改為指南,以素質教育為宗旨,綜合運用評價的激勵和促學功能,以愛心評價農村學生的成長與進步,構建起他們學習好英語的信心,培養他們的主動學習能力,為他們的成長與成才奠定基礎。[2004年秋季甘肅省慶陽市初中實施新課程改革,2010年秋甘肅省高中實施新課程改革,實施新課改以來,我們學校的生物老師對探究性教學進行了嘗試,2014年5月,為了更好地實施探究性教學,生物教研組申報省級課題《新課改下農村中學生生物探究學習能力的培養》,同年7月該課題通過立項,我們生物組全體老師在全校生物課教學中開展生物探究性教學,通過在生物課中探究性教學的實施,現就在生物探究性教學中存在的問題進行了探索和反思,在此和大家交流如下:一、存在問題1.認識不足:包括教育行政部門領導、學校領導、教師、學生以及家長的認識都不足。教育行政部門領導、學校領導認為教學就是考高中、考大學,而生物在初中是會考科目,高中是高考科目中的小課,因而得不到教育行政部門領導、學校領導的重視,學生以及家長只看考分,其他都不重視,這樣一來教師也只能重視考試成績,不重視學生能力的培養。《義務教育生物學課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)倡導探究性學習,力圖改變學生的學習方式,引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,突出創新精神和實踐能力的培養。《標準》中的這些要求,教師學了沒用,教育行政部門領導、學校領導、學生以及家長根本就不知道。由于受評價制度的影響,導致教育觀念落后,影響了探究性學習的開展。2.時間不足:按照新課標要求7年級第一學期每周應該開設3課時,但我們學校每周只開設2課時;高二生物4課時,但我們學校每周應該只開設3課時。從2007年春季開始,慶陽市把初中生物納入會考的科目,目的是促進生物課的教學,提高生物學的教學質量,但會考成績不計入中考,因而教育行政部門領導、學校領導、學生以及家長都不會重視。目前高中生物知識點、高考考點多,教學任務繁重,學校開設課時不夠,學習課本知識點的講授就占用了絕大多數教學時間,教學任務都完不成,很難有時間來開展探究活動。3.資源不足:生物教學資源包括實驗儀器和藥品、社會資源、自然資源等,長期以來,受高考和中考的影響,生物課長期放在“副科”的位置上,再加上農村學校受安全、經費等影響,實驗儀器老化,藥品短缺,不敢走出校門,探究性教學開展受資源制約。實驗只能靠教師口頭表述為主,教學方法單一,不能激發學生的學習興趣。4.評價機制的制約:現在仍然是“一考定終生”的終結性學業評價體系占主導地位,過程性評價也大都形同虛設,致使全民看重的是學校的中考和高考的升學率,教育行政部門的評價也是用中考和高考的升學率來評價學校和教師,作為教師只能是“你怎么評價我,那我就怎么教學生”,導致學生的主動參與和勤于動手能力、分析和解決問題的能力、交流與合作的能力、創新精神和實踐能力的培養難以實現,也影響了教師開展探究性教學的積極性。二、實施策略1.加強學習,樹立先進的理念:學習首先是教育行政部門的領導和學校的領導,他們要學習的是新課程中的探究性教學的重要性,通過學習要在大環境下營造探究性教學的氛圍;其次是家長和學生的學習,他們要學習的是探究性教學中動手能力、交流與合作的能力、創新精神和實踐能力的培養對學生今后發展的影響,通過他們的學習促使探究性教學大環境的形成;最后是教師的學習,受現在教育大環境的影響,大多數教師對新課改實施的仍然是“穿新鞋,走老路”,是圍繞中考和高考的升學率進行教學,要加強對生物教師的培訓,對生物教師的培訓主要有:一是樹立新的教育教學理念,把提高全民素質(包括實踐能力、創業能力、創新能力等)作為教師的責任;二是提高生物教師探究性教學的能力,通過參加各級各種新課改培訓,切實提高生物教師業務素質。只要探究性教學的大環境形成了,今后的工作就好做了。2.合理安排時間、資源,構建合理評價制度:首先,教學時間要按新課標要求安排,要有足夠的時間來供學生進行探究活動;其次,學校要保證學生進行探究性實驗的實驗儀器和藥品,充分開發與利用學校的生物實驗室資源,建議國家對西部農村的支持包括在教學儀器和藥品多投資一點,改善農村教育教學條件;再次,教育行政部門和學校要制訂有利于探究性教學的評價機制,以調動廣大教師實施探究性教學的積極性,保證新課改的真正實施,以促進學生的真正健康發展,確保國民素質的真正提高,以適應現代社會發展的需要。總之,通過近幾年新課改的實施和一年來生物探究性教學課題的實施,我們認識到讓學生走出書本、走向社會、走向自然,通過開展調查研究,在社會的大環境里學習和探索,是新課改的要求,也是社會發展的需要,我們要通過努力形成全社會重視探究性教學的大環境。注:課題立項號GS[2014]GHB0729子學習情境氫化可的松發酵51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。子學習66子學習情境2.2

氫化可的松發酵發酵制藥子學習情境2.2

67子學習情境氫化可的松發酵課件68子學習情境氫化可的松發酵課件69子學習情境氫化可的松發酵課件70子學習情境氫化可的松發酵課件712、鹽皮質素類。為腎上腺皮質的球狀帶細胞分泌。在生理水平對礦物質代謝,特別是對鈉潴留和鉀排泄的作用很強。在藥理治療劑量下,僅用作腎上腺皮質功能不全的替代療法,在獸醫臨床上實用價值不大。3、氮皮質素類。由腎上腺皮質的網狀帶分泌,包括雄激素和雌激素。2、鹽皮質素類。72二、性激素性激素重要生理功能:刺激副性器官的發育和成熟,激發副性特征的出現,增進兩性生殖細胞的結合和孕育能力,還有調節代謝的作用。分類:(按其生理功能可分為)雄性激素雌性激素二、性激素性激素重要生理功能:73雄性激素:雄性激素屬于C19類固醇,主要由睪丸和腎上腺皮質所產生,卵巢也有少量合成。睪丸分泌的雄激素主要有3種:睪酮、脫氫異雄酮和雄烯二酮。雄性激素:74雌性激素:包括雌激素和孕激素兩類,主要由卵巢合成和分泌,腎上腺皮質和睪丸也能少量合成。雌激素,真正由腺體分泌,有活性的只有3種:17β-雌二醇、雌酮和雌三醇。三種激素生理活性相差很大,其相對比活為100:10:3。孕激素屬于C21類固醇,體內真正存在的是孕酮。雌性激素:75三、蛋白同化激素蛋白同化激素是一類從睪丸酮衍生物中分化出來的藥物。特點是性激素的作用大為減弱,蛋白質同化作用仍然保留甚至增強,臨床使用比較安全,較少引起男性化癥狀等不良反應。如17α-甲基去氫睪丸素(17-methyldehydro-testosterone,商品名為大力補)。三、蛋白同化激素蛋白同化激素是一類從睪丸酮衍生物中分化出來的76蛋白同化激素主要作用:①促進蛋白質合成和抑制蛋白質異化;②加速骨組織鈣化和生長;③刺激骨髓造血功能,增加紅血球量;④促進組織新生和肉芽形成;⑤降低血膽甾醇。蛋白同化激素主要作用:77三、甾體藥物的來源1、化學合成(早期):成本高,收率低2、微生物轉:收率提高,省去這多步化學反應3、天然提取三、甾體藥物的來源1、化學合成(早期):成本高,收率低78微生物轉化工藝的特點①可減少化學合成步驟,簡化生產流程,縮短生產路線。如由黃體酮生產炔諾酮,利用微生物轉化,可以減少6步工序。微生物轉化工藝的特點79②能提高產物的收率和產品質量,降低成本。不同的菌種都會影響到產品的收率和成本,菌種越優良,反應越向有利的方向進行。采用生物轉化,減少了生產步驟,從而也降低了過程損失。

如19-羥基-4-雄烯-3,17-二酮轉化為雌酮采用化學法合成需要3步才能完成,產品得率只有15%~20%,采用微生物轉化法,得率可達到80%以上。②能提高產物的收率和產品質量,降低成本。不同的菌種都會影響80化學合成過程中的化學物質常對產品質量也有影響如:生產去氫可的松和去氫化可的松,過程中要加入SeO2,在產品中常含有少量的Se有毒物質③可進行化學法難以實現的反應。如甾類化合物C-11上的加氧(即羥化)等反應,化學法難以實現,常采用微生物法處理。化學合成過程中的化學物質常對產品質量也有影響如:生產去81微生物轉化可供選擇的酶的種類較多,為生產過程提供了可能。微生物轉化避免和減少了強酸、強堿或化學有毒物質,改善了生產環境。目前一般采用化學合成和微生物轉化兩種方法相結合的生產工藝。微生物轉化可供選擇的酶的種類較多,為生產過程提供了可能。82任務二微生物轉化反應原理微生物對甾體所轉化部位:幾乎每個位置都能進行轉化。甾體激素藥物合成比較重要的轉化反應:一、氧化反應二、還原反應三、水解反應等任務二微生物轉化反應原理微生物對甾體所轉化部位:幾乎每個83一、羥化反應甾體上羥化對化學合成而言是非常困難的,除了C17位上通過化學方法能導入羥基外,其它位置很難導入。通過微生物羥化酶能非常專一地選擇某個碳位置上將某空間位置上的氫取代氧化成原來空間構型的羥基。一、羥化反應甾體上羥化對化學合成而言是非常困難的,除了C17841.C9α羥化C9α羥化在甾體藥物合成中是一個關鍵中間步驟,涉及到甾體邊鏈的選擇性降解,并且是皮質激素合成中一個關鍵中間體。由于C9位上導入羥基后,容易在C9—C10之間引入雙鍵,然后進一步形成C11β羥基或導入氟原子。1.C9α羥化85甾體合成中重要中間體9α-羥基-4-雄甾烯-3,17雙酮。4-雄甾烯-3,17-雙酮9α-羥基-4-雄甾烯-3,17-雙酮甾體合成中重要中間體9α-羥基-4-雄甾烯-3,17雙酮。869α-羥基-3氧化娠烷-4,17雙烯-20羧酸的制取3-氧化娠烷-4,17-雙烯-20-羧酸9α-羥基-3-氧化娠烷-4,17-雙烯-20-羧酸9α-羥基-3氧化娠烷-4,17雙烯-20羧酸的制取3-氧化87C11α羥化微生物轉化實現甾體C11α羥化,不僅解決藥物合成,更重要意義是增加皮質激素類化合物活力,使其具有高度抑制炎癥效應。C11α位羥化為通過微生物轉化來尋找更有效新藥開創了新途徑。C11α羥化88如孕酮的轉化中,利用黑根霉在溫度不超過320C時成功地實現了C11α羥基化反應。如孕酮的轉化中,利用黑根霉在溫度不超過320C時成功地實現了89新月彎孢霉(Curvularoalunata)能將ReichsteinS化合物(簡稱化合物S,CompoundS)一步轉化成氫化可的松

化合物S氫化可的松新月彎孢霉(Curvularoalunata)能將Reic90二、環氧化反應用微生物轉化法在甾體母核上引入環氧基團的反應與微生物羥基化有關。能產生11β-羥基化的新月彎孢霉或布氏小克漢銀霉都可將17α,21-二羥基-4,9(11)-孕甾二烯-3,20-二酮轉化成9β,11β環氧化合物。二、環氧化反應91三、脫氫反應當抗炎甾體激素等藥物的母核C1,C2位置導入雙鍵后,其抗炎作用會成倍增加。醋酸可的松C1,C2位上導入雙鍵成醋酸脫氫可的松后抗炎作用增強3~4倍。R1=9αF或H; R2=H,6αCH3,6αF; R3=H,16αCH3,16βOH,16αOH三、脫氫反應當抗炎甾體激素等藥物的母核C1,C2位置導入雙鍵92化學法脫C1,C2氫是采用二氧化硒法,由于硒在生產中難以除盡會使產品中帶有少量對人體有害的物質采用微生物轉化脫氫是甾體抗炎激素藥物合成中不可缺少的一步微生物對甾體羥化與脫氫能力是相反的,細菌的脫氫能力比真菌大,特別是棒狀桿菌和分枝桿菌活力最大。

化學法脫C1,C2氫是采用二氧化硒法,由于硒在生產中難以除盡93四、甾核及邊鏈的選擇性降解機理具有生理活性甾體類藥物的基本母核目前都是從高等動植物中獲得首先必須有選擇性地對其邊鏈進行降解。化學法選擇性差,產率低。目前,多采用微生物轉化法。四、甾核及邊鏈的選擇性降解機理94甾體藥物的天然資源薯蕷皂苷元(約占60%)是豆甾醇(約占15%)膽甾醇β-谷甾醇甾體藥物的天然資源95甾核邊鏈的選擇性降解的應用工業上通過生物技術來控制微生物選擇性地降解甾體邊鏈以獲得:雄甾-4-烯-3,17-雙酮,簡稱4AD;1,4-二烯-雄甾-3,17雙酮,簡稱ADD;3-氧聯降膽甾-1,4-二烯-22-酸,簡稱BDA等。甾核邊鏈的選擇性降解的應用工業上通過生物技術來控制微生物選擇96生物技術控制途徑①通過底物-甾體結構的修飾;②在微生物降解過程中加酶抑制劑;③通過誘變技術獲得生化阻斷突變菌株。生物技術控制途徑97任務三甾體激素

的生產工藝過程任務三甾體激素

的生產工藝過程98

甾體的微生物轉化和一般的氨基酸、抗生素的生產不同發酵的產物不是目的產物,而只是利用微生物的酶對甾體底物的某一部位進行特定的化學反應來獲得一定的產物。甾體的微生物轉化和一般的氨基酸、抗生素的生產不同99生產過程微生物生長和甾體的轉化完全可以分開:一般先進行菌的培養,在菌生長過程中累積甾體轉化所需要的酶然后利用這些酶來改造分子的某一部位。生產過程微生物生長和甾體的轉化完全可以分開:100一、甾體的微生物轉化生產流程培養基培養菌液菌種氧化甾體菌體培養基或懸浮液(緩沖)液)甾體的溶液(有機溶劑)甾體基質離心(甲)甾體基質氧化甾體(乙)一、甾體的微生物轉化生產流程培養基培養菌液菌種氧化甾體菌體培101甾體微生物轉化的兩個階段第一階段:微生物生長階段第二階段:底物轉化階段甾體微生物轉化的兩個階段第一階段:微生物生長階段102第一階段:微生物生長階段它是將菌種接入斜面培養基或小米培養基培養3~5d→將成熟的菌種細胞或孢子接入搖瓶或種子罐,給予合適的溫度、溶氧濃度、pH值等條件培養,使其充分繁殖與生長。培養時間的長短隨菌種和環境而異,細菌的生長期12~24h,真菌為24~72h。

第一階段:微生物生長階段它是將菌種接入斜面培養基或小米培養基103第二階段:底物轉化階段一般是在微生物生長的終點,逐漸將甾體的粉末或適當的(有機)溶液加到培養物中,或把成熟細胞分離洗滌,然后懸浮于水或緩沖液中,再將底物加入。第二階段:底物轉化階段104說明:大多數甾體化合物難溶于水,所以常用的方法是先把底物溶于有機溶劑,如丙酮、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺(飽和溶解度達10%~20%),濃度在2%對微生物無毒性。說明:105

微生物轉化

生產甾體藥物的工藝一般采用二級培養工藝流程如下:微生物轉化

生產甾體藥物的工藝一般采用二級培106二、甾體微生物轉化方式1、由生長菌體培養物進行的反應是在培養菌體的適當時間(中期或后期),添加基質,一邊繼續培養,一邊進行反應。2、由靜態菌體懸液進行的反應是在適當的培養基中,使菌體充分生長發育后,用過濾或離心法進行分離,將收集到的菌體懸浮在水或適當的緩沖液中,再將甾類化合物加入進去,使其反應。二、甾體微生物轉化方式1、由生長菌體培養物進行的反應是在培養1073、混合培養進行反應是將具有1,2脫氫能力和11β-羥化能力的微生物并用進行轉化反應。(如果兩種微生物單獨培養,則必須將各過程中的抽提產物轉送到下面的工序,人力物力消耗較大。如采用混合培養法,則可省略抽提操作。)

3、混合培養進行反應是將具有1,2脫氫能力和11β-羥化能力108三、影響轉化的一般因素生物轉化的關鍵:選擇專屬性高的微生物控制適宜的發酵條件三、影響轉化的一般因素生物轉化的關鍵:109適宜的發酵條件主要包括(1)攪拌攪拌可增加傳質和傳熱,可以增加培養基的氧氣供給,使氧氣均勻分散而提高轉化率。(2)通氣可直接增加氧氣的供給。有研究表明,溶解氧量對誘導酶產生非常重要。(3)前體半連續的加入可以降低由于一次大量加入所引起的毒性,也可減少由于發泡所引起前體的損失。適宜的發酵條件主要包括(1)攪拌攪拌可增加傳質和傳熱,可以110(4)培養基組成①氮源規格影響不太大,水解蛋白比蛋白胨好;②糖類和脂肪對11β羥化有影響;③有些酶反應需要金屬離子,例如缺鋅不能進行6β-羥化,而有些金屬離子使酶失活。(4)培養基組成111(5)溫度:微生物的培養都有適宜的溫度,若溫度太低,微生物生長不良,不能產生足夠的酶;若溫度過高,又會因酶蛋白變性而使轉化反應受阻。(5)溫度:微生物的培養都有適宜的溫度,若溫度太低,微生物生112子學習情境氫化可的松發酵課件113四、產物的分析與分離方法產物的分析與分離均需要用適當的與水不混溶的溶劑將甾體從培養基中提

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