发酵产品可行性报告.docVIP

课题名称： 紫杉醇发酵产品的可行性报告 姓名： 专业班级： 学号: 紫杉醇发酵产品可行性报告 摘要：紫杉醇是当前公认的广谱、活性强的抗癌药物之一，在临床上广泛应用，但受原料红豆杉木短缺的制约，存在巨大的供需差距。目前，人们主要进行的是从红豆杉树中提取、分离和纯化紫杉醇的研究。然而研究表明红豆杉各个部位的紫杉醇含量均甚微，且红豆杉树又是生长缓慢、散生、濒危的珍惜保护植物。本文研究了微生物（内生真菌）发酵法在紫杉醇现代生产中的应用（包括内生真菌的分离纯化，紫杉醇的制取），该方法有效地为产生紫杉醇药物开辟了新的途径，其应用前景十分广阔；而且对于植物来源的天然药物的新生产途径的开发及濒危药用植物的保护具有十分重要的经济及生态效益。 关键词：紫杉醇，微生物发酵，内生真菌，分离纯化 紫杉醇的研究意义： 紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxo1)是一种二萜类衍生物，是当前公认的广谱、活性强的抗癌药物之一[1] 。紫杉醇最早是Wani等[2]于1971年从短枝红豆杉(Taxusbreviifolia)树皮中分离得到的。随后，Schif等[3]证实紫杉醇具有独特的抗癌机制。随着紫杉醇的临床应用，对其研究也逐渐深入，其主要抗癌机制为抑制肿瘤细胞的微管(Microtubules)合成，以阻断细胞分裂，致使肿瘤体积逐渐缩小；紫杉醇还可诱导细胞凋亡，另外还有类似脂多糖(LPS)的作用，可调节机体的免疫功能[4]。目前国际市场上的紫杉醇仍依靠从红豆杉树皮提取及半合成，迄今为止尚未见有第三种形式形成大规模工业化生产的报道。紫杉醇的工业生产受到了原料和技术两方面的制约，短期内难以突破[5]。为了解决红豆杉资源短缺与紫杉醇需求量的日益增加的矛盾，人们对生产紫杉醇进行了多方面的研究，包括化学全合成、红豆杉细胞培养及微生物发酵。微生物发酵法生产紫杉醇因具有明显优势，其研究和开发越来越受到国内外研究学者的广泛关注。 二、目前生产紫杉醇的几种主要方法： 紫杉醇的生产方法主要是提取分离和化学合成，提取分离的方法按来源不同又可分为三大类：从植物中分离提取、从真菌中分离提取及从培养细胞中分离提取． 1． 化学合成法 化学合成是生产药物的一条重要途径，许多天然药物(如一些抗生素)除了可从生物体内提取外，还可通过化学的方法合成．紫杉醇的药效被发现以来，其化学合成的方法一直受到重视并得到很多的研究探索．迄今为止，在生产上有价值的紫杉醇的全合成尚未取得成功．紫杉醇的半合成法的问题主要在于：(1)合成原料在植物中含量不高，提取分离成本较高．(2)每一步反应得率低，而且有时会碰到选择性较差的问题．所以，无论是全合成还是半合成，即使目前都取得了成功，但都难以应用于大规模的工业化生产． 2.直接从红豆杉科植物中分离提取 紫杉醇含量与种、部位、生长年限、生长环境等因素有关．在所有红豆杉中短叶红豆杉中紫杉醇含量最高；从生长时间上看，生长时间越长的器官或组织紫杉醇含量越高；从生长环境上看，生长在阴处的树皮比暴露在日光下的高；就部位来看，一般树皮中紫杉醇含量较高，短叶红豆杉树皮中紫杉醇含量可达0．069 ．据估算，从2 000～3 000棵稀有的紫杉树皮中只能提取1kg紫杉醇，而对1例病人制备充足的药物需3～4棵百年的老红豆杉树[6]．自紫杉醇药效发现以来，红豆杉资源遭到毁灭性开发，有些种系濒临灭绝． 3 利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇 大规模地培养微生物细胞实现了许多种抗生素的大量生产，极好地满足了病人对抗生素的需求，挽救了无数人的生命．抗生素是微生物的次生代谢产物，紫杉醇是植物细胞的次生代谢产物，能否通过大规模的植物细胞培养大量获取紫杉醇很有研究价值。目前未能实现工业化生产，这主要是因为：植物细胞生长慢，紫杉醇含量低，使得单位时间单位质量细胞紫杉醇含量较低，即使在理论上工业化生产也不能取得经济效益。 4 从紫杉醇内生真菌中发酵制取 与过去从红豆杉植物的树皮中提取紫杉醇相比，内生真菌生产紫杉醇具有更大的优势，真菌不仅能在简单的培养基上良好生长，产生大量的发酵产物，发酵周期短，还可以在生物反应器中人为控制各种参数，并可通过诱变育种等手段来提高菌种性能以提高紫杉醇产量，所以大规模工业生产容易实现，其应用前景十分广阔；而且对于植物来源的天然药物的新生产途径的开发及濒危药用植物的保护具有十分重要的经济及生态效益，这样就为无限而有效地产生紫杉醇药物开辟了新的途径。 利用微生物发酵生产紫杉醇的优点:无论是从生态还是经济条件的角度来看，利用植物内生真菌作为药源是一项不会枯竭的资源，微生物发