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醋酸可的松与环糊精包结物的形成及其对C_（1,2）位脱氢反应的影响

作　者: 马印虎
导　师: 王敏
学　校: 天津科技大学
专　业: 微生物与生化药学
关键词: β-环糊精及其衍生物简单节杆菌 C1，2脱氢反应醋酸可的松包结物
分类号: O621.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

以醋酸可的松(Cortisone Acetate,简称CA)在简单节杆菌(Arthrobacter Simplex) TCCC 11037催化下进行C1,2脱氢反应为实验模型,研究了环糊精及其衍生物与CA的包结物结构、性质以及增溶作用,考察了环糊精及其衍生物对CA的C1,2位脱氢反应以及对菌体生长的影响,初步探讨了环糊精及其衍生物在醋酸可的松C1,2位脱氢转化方面的作用机理。以冷冻干燥法制备环糊精与CA包结包结物,并过DSC、ESI-MS、2D NNR对包结物行了表征,结果表明环糊精及其衍生物与CA形成了包结物,其中β-CD与CA形成了1：1与2：1的包结物,其衍生物与CA形成了1：1的包结物,核磁结果分析表明CA的A、D环被包结进入了β-CD的空腔。通过相溶解度法考察了环糊精及其衍生物对CA的增溶作用与包结稳定常数。β-CD及其衍生物对CA都有明显的增溶作用,增溶能力表现为RM-β-CD>SBE-β-CD> HP-β-CD>β-CD,30℃下添加浓度为5mmol/L的环糊精RM-β-CD、SBE-β-CD、HP-β-CD、β-CD时,CA的表观溶解度与其本身溶解度相比分别增加了29、24、13、6倍。β-CD及其衍生物对CA(包结比为1：1时)包结稳定常数的大小依次RM-β-CD>SBE-β-CD>β-CD>HP-β-CD。β-CD及其衍生物对CA的包结作用也对CA的脂水分配系数产生了显著的影响,说明CA的膜透性得到一定的改善。考察了不同环糊精对CA的△1-脱氢反应的作用规律,其中RM-β-CD转化效果最佳,CA(10g/L)在2h时基本上完全转化。不同环糊精对最终转化率作用的大小顺序为RM-β-CD>SBE-β-CD>HP-p-CD>对照>β-CD；对CA转化的初始速率影响大小为：RM-β-CD>SBE-β-CD>β-CD>HP-β-CD>对照。其中初始转化速率随着环糊精浓度的增加呈线性增加,与相溶解度增溶规律一致,进一步说明增溶作用的差异导致了不同环糊精在转化效果上的不同,环糊精在CA转化中的主要作用是增溶作用。不同环糊精对CA包结的差异性主要表现在增溶作用、包结稳定性上,而这些性质都是由包结结构决定的。同时研究发现不同环糊精在RS、RSA、AD、HC的C1,2位脱氢反应中也表现出相似的转化效果。考察了三种环糊精对菌体生长及菌体活性的影响,结果表明,不同环糊精对菌体生长和活性都产生了不利作用,随着环糊精浓度的增加,对菌体的毒性作用越强。其中空白对照的初始转化速率分别是HP-β-CD浓度为10mmol/L,50mmol/L, 100mmol/L时的2.7,3,3.5倍和RM-β-CD浓度为10mmol/L下的4倍。提前加入环糊精也都导致了菌体活性的降低,并且随着环糊精浓度的增加,对菌体的毒性变大,其中RM-β-CD毒性最大。认为环糊精对细胞的毒性主要是由于破坏了细胞结构的完整性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 前言  9-27
  1.1 超分子化学概述  9
  1.2 环糊精化学  9-17
    1.2.1 环糊精的化学结构  9-11
    1.2.2 环糊精的物理化学性质  11-13
    1.2.3 包结物的制备和表征方法  13-15
    1.2.4 环糊精与客体的包结模式  15-16
    1.2.5 环糊精包结热力学和包结机理研究  16
    1.2.6 包结作用的意义  16-17
  1.3 甾体化合物的微生物转化  17-21
    1.3.1 甾体化合物微生物转化类型  17
    1.3.2 甾体化合微生物转化特点  17-18
    1.3.3 甾体药物生物转化的技术难点  18
    1.3.4 提高甾体化合物生物转化效率的方法  18-21
  1.4 环糊精体系中的生物转化  21-24
  1.5 甾体化合物C_(1,2)位脱氢反应的研究进展  24-25
    1.5.1 甾体化合物的C_(1,2)位脱氢反应  24
    1.5.2 甾体化合物的C_(1,2)位脱氢的机理  24-25
    1.5.3 甾体化合物的C_(1,2)位脱氢的酶学性质  25
  1.6 本课题的立题依据和主要研究内容  25-27
2 材料与方法  27-35
  2.1 实验材料  27-29
    2.1.1 实验试剂  27-28
    2.1.2 实验仪器  28
    2.1.3 实验菌种  28
    2.1.4 培养基  28-29
  2.2 实验方法  29-35
    2.2.1 β-CD及其衍生物与CA的包结物制备方法  29
    2.2.2 β-CD及其衍生物与CA的包结物的表征  29-30
    2.2.3 醋酸可的松溶解度的测定  30-31
    2.2.4 相溶解度的测定  31
    2.2.5 CA的溶解过程曲线的测定  31
    2.2.6 分配系数的测定  31-32
    2.2.7 菌体培养与转化  32
    2.2.8 静息细胞的收集  32
    2.2.9 醋酸可的松转化率测定  32-33
    2.2.10 C_(1,2)位脱氢转化反应  33
    2.2.11 含有环糊精及其衍生物体系的CA生物脱氢反应  33-34
    2.2.12 含有环糊精及其衍生物体系的其他甾体化合物的生物脱氢反应  34
    2.2.13 菌体生长曲线与生物量测定  34-35
3 结果与讨论  35-64
  3.1 环糊精及其衍生物与CA包结物的制备及表征  35-42
    3.1.1 环糊精及其衍生物与CA包结物的制备  35
    3.1.2 β-CD及其衍生物对CA包结物吸收波长的影响  35-36
    3.1.3 差示扫描量热法分析  36-37
    3.1.4 电喷雾质谱法分析  37-41
    3.1.5 β-CD/CA包结物结构的二维核磁分析  41-42
  3.2 环糊精及其衍生物对CA的增溶作用  42-47
    3.2.1 环糊精及其衍生物对CA表观溶解度的影响  42-43
    3.2.2 包结稳定常数的确定  43-45
    3.2.3 醋酸可的松及其在环糊精溶液下的溶解速率  45-46
    3.2.4 环糊精对CA分配系数的影响  46-47
  3.3 环糊精及其衍生物对CA的C_(1,2)脱氢转化反应的影响  47-57
    3.3.1 CA脱氢转化条件的确定  47-51
    3.3.2 环糊精及其衍生物对CA转化的影响  51-57
  3.4 不同环糊精对简单节杆菌生长及菌体活性的影响  57-64
    3.4.1 不同环糊精对菌体生长的影响  57-58
    3.4.2 不同环糊精对菌体脱氢活力的影响  58-59
    3.4.3 静息细胞转化中环糊精对菌体活性及转化的影响  59-64
4 结论  64-66
5 展望  66-67
6 参考文献  67-75
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  75-76
8 致谢  76

醋酸可的松与环糊精包结物的形成及其对C_（1,2）位脱氢反应的影响

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