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青霉酸的制备及应用

发布日期:2020/10/25 9:01:40

概述[1][2]

青霉酸主要在软毛青霉中合成的一种青霉毒素。污染马顿青霉的玉米使家畜患病,并使小鼠死亡。在美国粮食易于霉变地区的玉米、干豆等食品中均曾检出青霉酸。青霉酸主要是由圆弧青霉菌产生的多聚乙酰类霉菌毒素,由Alsberg等于1913年首次分离。青霉酸能对动物器官引起毒性反应,例如青霉酸能抑制Na+、K+、Ca2+进入青蛙的离体心肌,引起心脏骤停。在小鼠皮下注射青霉素,在注射区局部发生纤维瘤,同时青霉酸对尼西鸡的毒性表现在肝细胞脂肪变性、肾小管商品细胞浊肿、心肌细胞颗粒变性。青霉酸是自然界已知的具有潜在致癌性的物质,对人们生产生活有巨大影响。

制备[3-5]

方法1:青霉酸的发酵生产及分离精制

⑴.将菌核曲霉JH42种到PDA培养基上,在28℃培养箱中培养7天,得到种子;

⑵.将步骤⑴制备的种子接种到液体发酵培养基中摇床发酵培养,得到发酵物;

⑶.发酵物经分离得到发酵液和菌丝体,将发酵液经萃取剂萃取,菌丝体用浸提剂浸提,后减压浓缩至不含浸提剂,再用萃取剂萃取;

⑷.发酵液萃取液和菌丝体萃取液合并,减压浓缩操作得浸膏;

⑸.将步骤⑷所得浸膏进行重结晶,得到青霉酸晶体和母液;

⑹.将步骤⑸所得母液进行硅胶柱层析分离,先用体积比为1:3的乙酸乙酯和石油醚混合液作洗脱剂进行洗脱,再用体积比为2:3的乙酸乙酯和石油醚混合液作洗脱剂进行洗脱;

⑺.将步骤⑹中所得洗脱液进行重结晶,得到青霉酸。

方法2:一种由海洋真菌青霉Penicilliumsp.HK1-6制备青霉酸或其药学上可接受的盐的方法,包括如下步骤:

(1)先在菌种培养基中对海洋真菌青霉Penicilliumsp.HK1-6进行菌种培养;

(2)再在发酵培养基中对步骤(1)中的海洋真菌青霉Penicilliumsp.HK1-6进行发酵培养;

(3)将步骤(2)得到的发酵物中的发酵液和菌体分离,发酵液用有机溶剂A萃取2~4次,合并萃取液后减压浓缩得到发酵液浸膏;菌体用有机溶剂B浸提2~4次,合并浸提液后减压浓缩得到菌体浸膏;合并发酵液浸膏和菌体浸膏,进行色谱分离得粗品;

(4)步骤(3)得到的粗品经重结晶或色谱分离,得到青霉酸纯品;

方法3:一种青霉菌及其发酵生产青霉酸的方法

菌体活化:将青霉菌T2-8接种到经过121℃高温灭菌30min的PDA斜面培养基,置于28℃恒温培养箱中培养5d后,置于4℃冰箱中备用。

菌种制备:将活化的菌体接入121℃高温灭菌30min的PDB培养基中,28℃,150rpm下进行发酵4d。

发酵过程:将制备好的菌种按照体积分数10%加入121℃高温灭菌30min的发酵培养基中(以体积质量百分比计所述发酵培养基成分:2%葡萄糖,0.2%磷酸氢二钾,0.1%七水合硫酸镁,20%马铃薯汁1L,2毫克每升硫胺素),28℃,150rpm下进行发酵12d。

发酵结束后,发酵液连同菌体超声破壁30min,经高效液相色谱分析,发酵液中青霉酸浓度为1.77g/L。用等体积的乙酸乙酯萃取发酵液两次,真空浓缩得到粗提物,经高效液相色谱检测粗提物,其主要代谢产物含量达粗提物的13.54%。经过凝胶柱层析分离(甲醇洗脱),得到代谢产物青霉酸的纯度为97%。

应用[3]

青霉酸主要是曲霉菌(A.sclerotiorum,A.ostianus,A.terreus,A.ochraceus)和青霉菌(P.melinii,P.brasilianum,P.puberulum,P.cyclopium)的次级代谢产物,具有广泛的生物活性。

1)青霉酸对多株肿瘤细胞具有较强的抗肿瘤活性,对人乳腺癌高转移细胞(MDA-MB-435)和人肝腹水腺癌细胞(HCT-8)的IC50分别为4.43和8.76μg/ml;对人大细胞肺癌细胞(NCI-H460)、人乳腺癌(MCF-7)、人神经癌细胞(SF-268)、胰腺癌(MIAPaCa-2)和人胚肺细胞(WI-38)的IC50分别为5.80、12.80、20.00、8.00和57.50μM;对小鼠骨肉瘤细胞株(POS1)的IC50为7.8μM(;对人胃癌细胞(MKN45)、结肠癌细胞(LOVO)、人肺腺癌细胞系(A549)、人乳腺癌高转移细胞(MDA-MB-435)、人肝癌细胞(HepG2)和人急性早幼粒白血病细胞(HL-60)的IC50分别为2.85、2.21、7.46、6.28、3.67和0.80μg/mL。

2)青霉酸还具有较强的抑菌作用,对嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophilia)、鳗弧菌(Vibrioanguillarum)和哈氏弧菌(Vibrioharveyi)的最小抑菌浓度(MIC)分别为:1.0、32和0.5mg/mL;对金黄色酿脓葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和大肠杆菌(Escherichiacoli)的最小抑菌浓度均为128g/mL。

3)青霉酸具有抗疟疾的活性,其IC50为16.8μM。青霉酸具有很强的除草和调节植物生长的活性。

主要参考资料

[1] 营养科学词典

[2] CN201811503140.5一株生产青霉酸的菌株及其应用

[3] CN201710372818.X一种菌核曲霉及其制备青霉酸的方法

[4] CN201610831163.3一种由海洋青霉属真菌大规模制备青霉酸的方法

[5] CN201811275868.7一种青霉菌及其发酵生产青霉酸的方法

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