Вопрос 5 Биотехн

Приведите ресурсы источников гормональных препаратов стероидной структуры, используемых в биотехнологическом производстве. Охарактеризуйте их.

Определите роль и значение биотрансформации для получения данных препаратов.

Источниками получения более 40 кортикостероидов служат надпочечные железы убойного скота. Исходными продуктами их синтеза могут быть природные вещества стероидной структуры (диосгенин, стигмастерин), а также холестерин, который считают предшественником кортикостероидов в организме.

Важнейший источник стероидных гормонов - культура клеток растений. Так, культура клеток диоскореи дельтовидной корневого происхождения продуцирует фитостерин диосгенин и его гликозидные производные (сапонины). Существенно, что способность к сверхсинтезу фуростаноловых гликозидов ряда штаммов диоскореи стабильно поддерживалось в течение 27 лет. Таким образом, культивирование клеток растений представляет собой новое решение проблемы промышленного получения вторичных метаболитов.

Способность клеток микроорганизмов к сложнейшим процессам биотраисформации наиболее полно реализовались при получении промышленно важных стероидов, испо-лоьзование абсолютной субстратной специфичности и стереоспецифичности биологических катализаторов, присущих целым клеткам микроорганизмов, позволило разработать условия осуществления множества химических реакций для структурных перестроек стероидов. В результате были получены новые стероидные соединения с лучшими фармакологическими свойствами.

Биотрансформация стероидов обычно заключается в селективном воздействии на одно из положений стероидного скелета. Так, производство в промышленном масштабе важнейшего противовоспалительного препарата - преднизолона - осуществляется путем микробного гидроксилирования кортикостерона.

Прогестерон —> гидроксилаза —> 11 - альфа-гидрокипрогестерон Aspergillus Oshraceus

В 1956 г. Н. Н. Суворовым (ВНИХФИ) была показана возможность использования со-ласодина — аглюкона глюкоалкалоида из паслена птичьего {Solarium aviculare), сем. Пасленовых (Solanaceae) в качестве исходного продукта промышленного получения кортизона. Схема его состоит из нескольких этапов: выделения соласодина из растительного сырья; получения из него прегненолона, а затем прогестерона; микробиологического гидроксилирования прогестерона до 11 -оксипрогестерона; последовательного биохимического окисления 11 -оксипрогестерона и микробиологического гидроксилирования 11-дегидрокортикостерона до образования кортизона.

Схема синтеза кортизона из соласодина:

Дальнейшие успехи в производстве стероидных препаратов связывают с применением иммобилизованных клеток, использованием оптимального сочетания биологических и химических превращений, а так же с совершенствованием технологии очистки получаемых соединений.

Иммобилизованные клетки используют при трансформации стероидных соединений, так как некоторые стероидтрансформирующие ферменты, особенно гидроксилазы и де-гидрогеназы, - весьма лабильные белки. В качестве носителей используют ПАА, ПВС, каррагенины, агар, кальция альгинат.