現(xiàn)代生物技術(shù)在抗生素工業(yè)中的應(yīng)用

第八章現(xiàn)代生物技術(shù)在抗生素工業(yè)中的應(yīng)用

周濃副教授

重慶三峽學院生命科學與工程學院現(xiàn)在是1頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是2頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是3頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素、氨基酸、核苷酸、維生素等基因工程藥物、疫苗及抗體產(chǎn)品傳統(tǒng)生物制藥現(xiàn)代生物制藥傳統(tǒng)生物制藥工業(yè)的特點產(chǎn)量與發(fā)酵規(guī)模大出口比重大示范效應(yīng)明顯現(xiàn)在是4頁\一共有98頁\編輯于星期二產(chǎn)業(yè)規(guī)模大2007年我國抗生素原料銷售收入350多億元，我國抗生素原料藥產(chǎn)能、產(chǎn)量居世界首位產(chǎn)能過萬噸產(chǎn)品：青霉素、頭孢菌素、紅霉素中國已經(jīng)成為氨基酸生產(chǎn)和消費大國,年消費量約140萬t左右維生素現(xiàn)已成為國際醫(yī)藥與保健品市場的主要大宗產(chǎn)品之一，每年維生素市值已達25億美元，我國年產(chǎn)能力約20萬t

大容積發(fā)酵罐現(xiàn)在是5頁\一共有98頁\編輯于星期二傳統(tǒng)育種方法與現(xiàn)代生物技術(shù)

在制藥工業(yè)中的比較傳統(tǒng)的育種方法:要用經(jīng)典的方法育種盲目性高不能組合不同菌株的優(yōu)良性狀現(xiàn)代生物技術(shù):基因重組改造菌種提高產(chǎn)品產(chǎn)量改造傳統(tǒng)的發(fā)酵生產(chǎn)工藝,節(jié)約能源和原料,降低污染現(xiàn)在是6頁\一共有98頁\編輯于星期二誘變育種采用誘變因子促使微生物遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致其性能改善到菌種優(yōu)化方法物理誘變因子紫外線、射線

化學誘變劑化學因子如堿基類似物、5—氟尿嘧啶、烷化劑等突變是隨機過程，篩選過程大，不能增加拷貝數(shù)現(xiàn)在是7頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)代生物技術(shù)：理性化育種建立在微生物生理代謝理論和抗生素合成機理基礎(chǔ)上，有目的調(diào)節(jié)產(chǎn)生菌生理代謝、調(diào)節(jié)生物合成途徑或改造其生物合成基因結(jié)構(gòu)到育種。鏈霉菌為主到次級代謝產(chǎn)物產(chǎn)生菌到基因克隆表達宿主系統(tǒng)日益完善現(xiàn)在是8頁\一共有98頁\編輯于星期二新觀點：系統(tǒng)代謝工程改造菌種ParkJH,etal.CurrentOpinioninBiotechnology,2008,19:454-460SystemMetabolicEngineering現(xiàn)在是9頁\一共有98頁\編輯于星期二大量引進國外高產(chǎn)菌株

我國至今用于大規(guī)摸工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)菌株，如青霉素、紅霉素、頭C、各種氨基酸、阿維霉素、泰樂霉素、黃霉素以及高表達水平的基因工程產(chǎn)品等幾乎都是從國外高價引進。因此，從根本意義上來說，我國的傳統(tǒng)生物制藥工業(yè)和現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)缺乏競爭力。現(xiàn)在是10頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)制藥工業(yè)抗生素提高產(chǎn)量和改善組分產(chǎn)生新的雜合抗生素OlanoCetal.MetabolicEngineering2008,10:281-292.紅霉素全基因組序列現(xiàn)在是11頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)制藥工業(yè)氨基酸獲得高產(chǎn)菌種纈氨酸組氨酸蘇氨酸異亮氨酸纈氨酸高產(chǎn)菌種代謝工程改造現(xiàn)在是12頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)制藥工業(yè)維生素:獲得高產(chǎn)菌種簡化生產(chǎn)工藝維生素C我國發(fā)明了維生素C兩步發(fā)酵法，使中國維生素C生產(chǎn)技術(shù)居世界先進水平維生素C產(chǎn)量5萬噸以上，占全球產(chǎn)量的40%現(xiàn)在是13頁\一共有98頁\編輯于星期二背景20世紀70年代,重組DNA技術(shù)興起應(yīng)用于醫(yī)藥蛋白多肽方面,取得了突出的效果.80年代,重組DNA技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的次級代謝產(chǎn)物的生物合成.(鏈霉菌)目前,抗生素生物合成酶基因的分離,質(zhì)粒的選擇,基因重組于轉(zhuǎn)移和宿主表達.(已克隆的抗生素合成基因有23種之多)基因工程在抗生素生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)在是14頁\一共有98頁\編輯于星期二第一節(jié)重組DNA技術(shù)在抗生素生產(chǎn)中的應(yīng)用重組DNA技術(shù)是指將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳并表達出新產(chǎn)物或新性狀的DNA體外操作程序，也稱為分子克隆技術(shù)。因此，供體、受體、載體是重組DNA技術(shù)的三大基本元件。現(xiàn)在是15頁\一共有98頁\編輯于星期二

抗生素生物合成并非單一基因的直接產(chǎn)物，而是由初級代謝產(chǎn)物經(jīng)過一系列酶催化產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，其形成過程是一個復(fù)雜的、多因素調(diào)節(jié)的過程傳統(tǒng)的提高微生物產(chǎn)生抗生素能力的方法主要是用誘變劑（如紫外線、化學誘變劑等）處理微生物，獲得生產(chǎn)能力較高的突變株。80年代，人們開始將DNA重組技術(shù)應(yīng)用于次級代謝產(chǎn)物的生物合成上；通過生物合成酶基因的分離、質(zhì)粒的選擇、基因重組與轉(zhuǎn)移、宿主表達等方面?，F(xiàn)在是16頁\一共有98頁\編輯于星期二傳統(tǒng)發(fā)酵法的弊端：采用經(jīng)典方法育種，盲目性高，無法集合不同菌株的優(yōu)良性狀?；蛑亟M技術(shù)的優(yōu)點：可以定向改造菌種，且能集多個菌株的多種優(yōu)良性狀于同一菌株，達到簡化工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的?，F(xiàn)在是17頁\一共有98頁\編輯于星期二一、克隆抗生素生物合成基因的方法1.抗生素（鏈霉素）生物合成基因的結(jié)構(gòu)特點①鏈霉菌抗生素生物合成基因組的一個典型特性是G-C堿基組成，（G+C）%高達70%以上；且三聯(lián)體密碼子中第3個堿基G、C比例極高②抗生素生物合成基因大多處于一個基因族中③抗生素生物合成基因除定位在染色體上外，有的定位于質(zhì)粒上現(xiàn)在是18頁\一共有98頁\編輯于星期二2.克隆抗生素生物合成基因的方法1）阻斷變株法2）突變克隆法3）直接克隆法4）克隆抗生素抗性基因法5）寡核苷酸探針法6）同源基因雜交法7）在標準宿主系統(tǒng)中克隆檢測單基因產(chǎn)物現(xiàn)在是19頁\一共有98頁\編輯于星期二1.阻斷變株法阻斷變株法

通過一系列阻斷變株的互補結(jié)果來確定被克隆的DNA片斷的性質(zhì)方法與步驟

野生型突變型篩選表型恢復(fù)型分析基因總DNA基因庫現(xiàn)在是20頁\一共有98頁\編輯于星期二TetracenomycinC(tamC)TetracenomycinC(丁省霉素)

是一個有淡青鏈霉菌產(chǎn)生的抗生素分離tamC—的突變株并分析阻斷性質(zhì)野生型總DNABamH1消化連接到pIJ702分離tamC+克隆其基因現(xiàn)在是21頁\一共有98頁\編輯于星期二2.突變克隆法ligation重組整合載體轉(zhuǎn)化藥物產(chǎn)生菌整合質(zhì)?；蚴删wDNA片段發(fā)生整合，可能干擾某生物合成基因說明這個生物合成基因發(fā)生了插入突變，這個基因就是這個生物合成相關(guān)現(xiàn)在是22頁\一共有98頁\編輯于星期二3.直接克隆法直接克隆法直接克隆整套的生物合成基因（適合于基因簇相對較?。?lt;30kb）的抗生素生物合成基因。局限：大片段基因簇的穩(wěn)定性、原始株的重要的調(diào)控因素現(xiàn)在是23頁\一共有98頁\編輯于星期二頭霉素C基因的克隆篩選對C.terrigena抗性的菌株克隆其基因分別將轉(zhuǎn)化子涂平板部分酶切鏈霉菌總DNA選擇20-40kb的片段連接到pIJ943的BglⅡ位點轉(zhuǎn)化變青鏈霉菌1326篩選轉(zhuǎn)化子（不產(chǎn)黑色素、硫鏈絲菌素抗性）檢測產(chǎn)物：TLC，HPLC等?，F(xiàn)在是24頁\一共有98頁\編輯于星期二根據(jù)抗生素生物合成基因和抗性基因是連鎖的，表達上也是協(xié)同的，而且抗性基因比較小（1-2kb），容易檢測和克隆。ligation重組載體轉(zhuǎn)化抗性敏感得抗生素產(chǎn)生菌Vector藥物產(chǎn)生菌DNA酶切片段分析連鎖得生物合成基因probe產(chǎn)生菌genomeabankhybrid分離與之同源并帶有生物合成基因的DNA片段局限：有些抗生素不與合成基因連鎖，并且可能抗性不止一個，所以分析比較復(fù)雜。4.克隆抗生素抗性基因法現(xiàn)在是25頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素生物合成基因的克隆

得到陽性克隆分析表明：片段為35kb，含有所有紅霉素生物合成基因和抗性基因Mbo1酶切產(chǎn)生菌總DNA與穿梭粘粒pKC462a連接分析片段轉(zhuǎn)導(dǎo)大腸桿菌SF8形成轉(zhuǎn)化子以含有紅霉素抗性基因質(zhì)粒pIJ43為探針進行菌落原位雜交現(xiàn)在是26頁\一共有98頁\編輯于星期二5.寡核苷酸探針法事實基礎(chǔ)

鏈霉菌基因?qū)γ艽a子的利用有明顯的不隨機性，即DNA中G+C的比例為70%以上，密碼子第三位有90%以上為G或C原理

分離抗生素生物合成酶后，獲得這些酶的氨基酸序列，根據(jù)氨基酸序列推倒出較低程度簡并性的基因序列，人工合成寡核苷酸探針，從基因文庫中就可克隆生物合成基因現(xiàn)在是27頁\一共有98頁\編輯于星期二6.同源基因雜交法原理

利用一種已克隆的抗生素生物合成基因片段為探針，探測相關(guān)抗生素同源基因，最后分離及克隆抗生素生物合成基因

由于基因保守序列的同源性，利用同源基因雜交法克隆化學結(jié)構(gòu)類似的抗生素生物合成基因是比較快速準確的方法現(xiàn)在是28頁\一共有98頁\編輯于星期二7.在標準宿主系統(tǒng)中克隆檢測單基因產(chǎn)物鳥槍克隆法把抗生素產(chǎn)生菌的DNA克隆到最常用的宿主——變青鏈霉菌中，通過檢測宿主中的個別基因產(chǎn)物，篩選克隆，從而分離基因。利用鳥槍克隆法，把抗生素產(chǎn)生菌DNA克隆到最常用的宿主—變青鏈霉菌中，通過檢測宿主菌中個別基因產(chǎn)物，篩選克隆，從而分離到相應(yīng)的基因?，F(xiàn)在是29頁\一共有98頁\編輯于星期二digestion質(zhì)粒genome

ligationtransformHost-TestphenotypeShotgun現(xiàn)在是30頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素基因簇的組成現(xiàn)在是31頁\一共有98頁\編輯于星期二PABA合成酶基因——pab的克隆受體菌BamH1連接供體菌：過量生產(chǎn)PABA的磺胺抗性的灰色鏈霉菌總DNA篩選磺胺抗性轉(zhuǎn)化子質(zhì)粒轉(zhuǎn)化分離基因現(xiàn)在是32頁\一共有98頁\編輯于星期二克隆抗生素所用的方法現(xiàn)在是33頁\一共有98頁\編輯于星期二二、幾種典型的抗生素生物合成基因的結(jié)構(gòu)紅霉素:參與紅霉素生物合成的基因長度為60kb，整個基因由23個ORF(openreadingframe)組成。中心部分約為35kb，稱為eryA，由3個ORF（eryAⅠ，eryAⅡ，eryAⅢ）組成，主要參與內(nèi)酯環(huán)的合成。eryF編碼細胞色素P450單氧化酶，使6位原子羥基化；”eryB”與”eryC”是兩組基因，分別與紅霉素的形成和紅霉內(nèi)酯的3-O-紅霉糖苷化有關(guān)，及與紅霉糖胺的形成或3-O-紅霉糖苷化有關(guān)；eryK編碼C-12羥基化酶?，F(xiàn)在是34頁\一共有98頁\編輯于星期二

AT-acyltransferaseACP-acylcarrierproteinKS-ketosynthaseKR-ketoreductaseDH-dehydrtaseER-enoylreductaseTE-thioesteras脫氧紅霉內(nèi)酯B脫氧紅霉內(nèi)酯B的生物合成ORF1ORF2ORF3現(xiàn)在是35頁\一共有98頁\編輯于星期二

青霉素：pcbC基因編碼異青霉素N合成酶，通過“反向遺傳學”方法克隆IPNS的N末端氨基酸序列，根據(jù)已知的氨基酸序列，以合成的寡核苷酸為探針，通過雜交來識別含有相關(guān)DNA序列的克隆體，經(jīng)DNA序列分析發(fā)現(xiàn)了一個可讀框，并能在大腸桿菌中表達，這種重組大腸桿菌可產(chǎn)生IPNS，故證實已克隆到了pcbC基因?，F(xiàn)在是36頁\一共有98頁\編輯于星期二按硫代模板機制進行。ACV合酶合成δ-氨基己二酸-半胱氨酸-D-纈氨酸三肽。由IPN合酶催化形成異青霉素N。

++ACV合酶異青霉素NIPN合酶δ-氨基己二酸-半胱氨酸-D-纈氨酸三肽異青霉素的生物合成現(xiàn)在是37頁\一共有98頁\編輯于星期二青霉素和頭孢菌素的生物合成現(xiàn)在是38頁\一共有98頁\編輯于星期二三、提高抗生素產(chǎn)量的方法經(jīng)典方法通過物理或化學手段進行誘變育種得到高產(chǎn)菌株基因工程方法定向改造基因提高基因的表達水平改造菌種生產(chǎn)能力現(xiàn)在是39頁\一共有98頁\編輯于星期二提高抗生素產(chǎn)量在工業(yè)上改良微生物工業(yè)菌種，提高抗生素產(chǎn)量主要依賴物理化學手段進行誘變育種，但是利用基因工程手段有目的地定向改造基因，提高基因表達，以及改造菌種生產(chǎn)能力具有極大發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)在是40頁\一共有98頁\編輯于星期二原理：在克隆菌株中，增加某一與產(chǎn)量有關(guān)的基因（限速階段的基因或正調(diào)節(jié)基因）劑量，使產(chǎn)量提高。方法1：將產(chǎn)生菌基因隨機克隆至原株直接篩選高產(chǎn)菌株現(xiàn)在是41頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素合成途徑中的某個階段可能是整個合成中的限速階段，識別位于合成途徑中的“限速瓶頸”，并設(shè)法倒入能提高這個階段酶系的基因拷貝數(shù)，就有可能增加最終抗生素的產(chǎn)量。故增加生物合成中限速階段酶基因劑量有可能提高抗生素產(chǎn)量。抗生素合成途徑中的代謝支路的關(guān)鍵基因消除，提高紅霉素合成流量方法2：增加和敲除合成途徑的關(guān)鍵基因現(xiàn)在是42頁\一共有98頁\編輯于星期二增加生物合成限速酶系編碼基因的拷貝數(shù)Methylmalonyl-CoA(mmCoA)metabolitenodeinerythromycinbiosynthesis現(xiàn)在是43頁\一共有98頁\編輯于星期二開源：強化紅霉素合成甲基丙二酰CoA代謝節(jié)點拷貝甲基丙二酰CoA變位酶（MCM）操縱子，紅霉素產(chǎn)量增加50%。ReevesAR,etal.MetabolicEngineering,2007,9:293-303.現(xiàn)在是44頁\一共有98頁\編輯于星期二節(jié)流：克拉維酸合成中3-磷酸甘油醛脫氫酶編碼基因敲除LiRFetal.MetabolicEngineering,2006,8:240-252.現(xiàn)在是45頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是46頁\一共有98頁\編輯于星期二依據(jù)在許多鏈霉菌中，調(diào)節(jié)基因嵌在控制抗生素產(chǎn)生的基因簇中正調(diào)節(jié)基因?qū)Y(jié)構(gòu)基因進行正向調(diào)節(jié)負調(diào)節(jié)基因?qū)Y(jié)構(gòu)基因進行負向調(diào)節(jié)

將額外的正調(diào)節(jié)基因引入野生型菌株中，使獲得高產(chǎn)產(chǎn)物的最簡單的方法增加正性調(diào)節(jié)基因或降低負性調(diào)節(jié)基因也是增加抗生素產(chǎn)量的方法方法3：通過調(diào)節(jié)基因的作用現(xiàn)在是47頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素合成調(diào)節(jié)基因bldD的發(fā)現(xiàn)ChngC,etal.PNAS,2008,105:11346-11351現(xiàn)在是48頁\一共有98頁\編輯于星期二美伐他汀合成調(diào)節(jié)基因mlcR的強化表達降血脂藥物ApplMicrobiolBiotechnol(2009)83:697–704現(xiàn)在是49頁\一共有98頁\編輯于星期二事實依據(jù)1、抗生素的生產(chǎn)水平是由抗生素生物合成酶和對自身抗性的酶所共同決定的2、抗性基因經(jīng)常和生物合成基因連鎖，是激活生物合成基因基因轉(zhuǎn)錄的必需成分3、抗性基因必需先轉(zhuǎn)錄，建立抗性后，生物合成基因的轉(zhuǎn)錄才能進行所以可以通過提高菌種自身的抗性水平來改良菌種，提高抗生素產(chǎn)量。

方法4：增加抗性基因現(xiàn)在是50頁\一共有98頁\編輯于星期二鏈霉素抗性篩選法在選育博來霉素A2組分高產(chǎn)菌株中的應(yīng)用中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2007,38(5):344-346現(xiàn)在是51頁\一共有98頁\編輯于星期二四、改善抗生素組分例:阿維菌素選育只能生產(chǎn)B2a的菌株是十分有意義的基因工程在抗生素生產(chǎn)中的應(yīng)用多組分，生理活性上，相差大。應(yīng)用基因工程方法，可以定向的改造抗生素產(chǎn)生菌，獲得只產(chǎn)生有效組分的菌種?，F(xiàn)在是52頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是53頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是54頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素基因工程技術(shù)

現(xiàn)狀次級代謝產(chǎn)物的復(fù)雜代謝調(diào)控機制分子改造局限于模式生物，缺乏工業(yè)生產(chǎn)菌株的應(yīng)用，國內(nèi)外沒有報道紅霉素生物合成途徑7264個基因，多基因簇

現(xiàn)在是55頁\一共有98頁\編輯于星期二A（76.8%）B（3.9%）C（4.4%）原生產(chǎn)菌株HPLC組分圖現(xiàn)在是56頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素生物合成途徑的復(fù)雜性現(xiàn)在是57頁\一共有98頁\編輯于星期二1丙酸＋6甲基丙二酸PKSeryA6-脫氧紅霉內(nèi)酯（6-dEB）eryFC-羥化酶紅霉內(nèi)酯（EB）L-mycarose糖基轉(zhuǎn)移酶eryB3-L-mycarose紅霉內(nèi)酯MEBD-desosamine糖基轉(zhuǎn)移酶eryC紅霉素D（ErD）C-12羥化酶eryK紅霉素C（ErC）eryG紅霉素A（ErA）甲基化酶eryG紅霉素B（ErB）C-12羥化酶eryK紅霉素F（ErF）紅霉素E（ErE）甲基化酶現(xiàn)在是58頁\一共有98頁\編輯于星期二圍繞紅霉素菌種改造的工作

研究內(nèi)容：調(diào)節(jié)羥化酶（eryK）和甲基化酶（eryG）表達，優(yōu)化紅霉素D轉(zhuǎn)化為紅霉素A兩條代謝途徑的通量分布現(xiàn)在是59頁\一共有98頁\編輯于星期二幾種基因操作后獲得的不同突變株情況匯總ChenYetal.ApplEnviron.Microbiol.2008,6:1820-1828.現(xiàn)在是60頁\一共有98頁\編輯于星期二基因工程菌發(fā)酵基因工程菌紅霉素組分跟蹤

50L發(fā)酵罐發(fā)酵批次數(shù)據(jù)

基因工程菌多參數(shù)相關(guān)分析現(xiàn)生產(chǎn)菌種6742162

1232

現(xiàn)在是61頁\一共有98頁\編輯于星期二五、改進抗生素生產(chǎn)工藝氧：將血紅蛋白基因克隆到放線菌中，促進有氧代謝、菌體生長和抗生素合成。傳統(tǒng)方法：對發(fā)酵罐進行改造（成本高，利用率?。┗蚬こ淘诳股厣a(chǎn)中的應(yīng)用基因工程方法：引入血紅蛋白基因到產(chǎn)生菌中，在細胞中表達血紅蛋白，從提高細胞自身代謝功能解決溶氧供求矛盾透明顫菌血紅蛋白（VitreoscillahemolobinVHb)對氧的親和力提高，臨界氧下降DOOURCLCVHB現(xiàn)在是62頁\一共有98頁\編輯于星期二透明顫菌血紅蛋白基因在產(chǎn)黃青霉中的克隆與表達產(chǎn)黃青霉生物量提高9.76%，青霉素產(chǎn)量提高了9.68%中國抗生素雜志，2006，7：400-402.現(xiàn)在是63頁\一共有98頁\編輯于星期二六、產(chǎn)生雜合抗生素組合生物合成：利用生物合成酶基因的底物寬容性及其相互作用進行生物合成酶基因的重組、組合、互補、替換等操作，以產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)化合物。與原有化合物相比，這些新化合物的結(jié)構(gòu)改變可以發(fā)生在母核上，也可以發(fā)生在母核的修飾上。用途

?為功能化合物包括新藥的篩選提供人工“天然產(chǎn)物”庫?定向改造已有功能化合物提供了綠色途徑?，F(xiàn)在是64頁\一共有98頁\編輯于星期二1.基因重組現(xiàn)在是65頁\一共有98頁\編輯于星期二2.酶基因突變現(xiàn)在是66頁\一共有98頁\編輯于星期二3.引入酶基因現(xiàn)在是67頁\一共有98頁\編輯于星期二4.酶催化形成新產(chǎn)物

現(xiàn)在是68頁\一共有98頁\編輯于星期二組合生物合成操作策略現(xiàn)在是69頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素的組合生物合成現(xiàn)在是70頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是71頁\一共有98頁\編輯于星期二紅霉素組合生物合成：新化合物BasnetDB,etal.J.Biotechnol.2008,135:92-96.現(xiàn)在是72頁\一共有98頁\編輯于星期二必特螺旋霉素簡介利用組合生物合成技術(shù)將碳霉素產(chǎn)生菌的4”-異戊酰轉(zhuǎn)移酶基因（carE）克隆到螺旋霉素產(chǎn)生菌Streptomycesspiramyceticus

F21中而獲得的基因工程雜合抗生素我國第一個基因工程抗生素，目前已作為一類新藥進入二期臨床藥效學：表明必特螺旋霉素的抗菌活性及治療效果優(yōu)于乙酰螺旋霉素、麥迪霉素和紅霉素。現(xiàn)在是73頁\一共有98頁\編輯于星期二必特螺旋霉素結(jié)構(gòu)

R：HCOCH3COCH2CH3R’：COCH2CH(CH3)2

COCH2CH2CH3COCH2CH3COCH2CH3COCH3現(xiàn)在是74頁\一共有98頁\編輯于星期二第二節(jié)

基因工程技術(shù)在新藥研究中的應(yīng)用現(xiàn)在是75頁\一共有98頁\編輯于星期二靶酶現(xiàn)在是76頁\一共有98頁\編輯于星期二受體現(xiàn)在是77頁\一共有98頁\編輯于星期二第三節(jié)細胞工程在傳統(tǒng)制藥工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)在是78頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是79頁\一共有98頁\編輯于星期二現(xiàn)在是80頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素類藥物總結(jié)

一、定義

瓦克斯曼于1942年首先給抗生素下了一個明確的定義：抗生素是一個低分子量的微生物代謝產(chǎn)物，在低濃度時（低于1mg／mL）能抑制其他微生物生長。81現(xiàn)在是81頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素半合成抗生素次級代謝產(chǎn)物現(xiàn)在是82頁\一共有98頁\編輯于星期二抗感染藥物抗菌藥物化學治療藥（化療藥）現(xiàn)在是83頁\一共有98頁\編輯于星期二化療提出者：保羅.恩利希（德國，1911）現(xiàn)在是84頁\一共有98頁\編輯于星期二走出“化療就是腫瘤化療”的誤區(qū)現(xiàn)在是85頁\一共有98頁\編輯于星期二如果說，原子彈是第二次世界大戰(zhàn)中殺傷力量最強的武器，那么，青霉素就是從這個戰(zhàn)場拯救生命最多的藥物。難怪有人把原子彈、雷達和青霉素并列為第二次世界大戰(zhàn)期間的三大科學發(fā)明。1942年美國制藥公司對青霉素進行批量生產(chǎn)。1944年用于二戰(zhàn)盟軍青霉素終于在1943年問世86現(xiàn)在是86頁\一共有98頁\編輯于星期二S.A.SelmanAbrahamWaksman(1888～1973)

烏克蘭裔美國生物化學家土壤微生物學家

1952年獲得諾貝爾獎瓦克斯曼拋棄了傳統(tǒng)的靠碰巧來分離抗生素的方法，開始通過篩選成千上萬的微生物來有意識、有目的地尋找抗生素。瓦克斯曼被稱為抗生素之父。瓦克斯曼.S.A87現(xiàn)在是87頁\一共有98頁\編輯于星期二抗生素類藥物研制的歷史青霉素G19291958年batchelor分離6－APA，半合成青霉素頭孢菌素C1961年鏈霉素（1944）氯霉素（1947）紅霉素（1952）萬古霉素（1956）金霉素土霉素四環(huán)素（1948）（1950）（1952）半合成四環(huán)素類半合成紅霉素類利福霉素（1958）卡那霉素（1958）慶大霉素（1963）利福平氨基糖苷類

β—內(nèi)酰胺類氯霉素全合成（1949）881961年AbraHAM分離7－ACA，半合成頭孢菌素多粘菌素B（1947）新霉素（1948）林可霉素（1962）現(xiàn)在是88頁\一共有98頁\編輯于星期二二、產(chǎn)生菌目前已知的天然抗生素不下萬種。主要來源于:放線菌來源：其中近半數(shù)為放線菌所產(chǎn)生，其中主要是鏈霉菌屬。如鏈霉素、金霉素、紅霉素、創(chuàng)新霉素、爭光霉素和春雷霉素等；細菌來源：細菌所產(chǎn)生的有桿菌肽、短桿菌肽、多粘菌素等；真菌來源（青霉菌和黑曲霉菌）：真菌所產(chǎn)生的有青霉素、灰質(zhì)霉素等。89現(xiàn)在是89頁\一共有98頁\編輯于星期二三、生物合成以生物合成途徑為基礎(chǔ)，抗生素可劃分為：1.一級代謝的同系物(氨基酸、核苷酸、輔酶等同系物)，這些小分子，生物合成的方式和結(jié)構(gòu)上與一級代謝相似。2.由聚合作用產(chǎn)生的抗生素。90現(xiàn)在是90頁\一共有98頁\編輯于星期二2.由聚合作用產(chǎn)生的抗生素（1）多肽類抗生素及其衍生物，是由一些氨基酸聚合形成多肽鏈，再進一步進行改造。（2）由乙酸和丙酸單位衍生的抗生素，包括