专利名称：一种含有表面活性剂的生物转化方法
技术领域：
本发明涉及一种含有表面活性剂的生物转化方法，属于医药生物领域。
背景技术：
生物转化也称生物催化，是利用生物反应器对加入到反应体系中的底物的某一特定部位或功能基团进行特异性的结构修饰以获得有价值的不同化学产物，其本质是利用生物体系本身所产生的酶对外源化合物进行酶催化反应。生物转化以可再生资源取代化石资源，大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等，是解决人类目前面临的资源、能源和环境危机的有效手段。目前，用于生物转化的体系主要有动物、植物、微生物、人和动物的肠道菌群、植物细胞培养体系、动物细胞培养体系等。然而用于生物转化的底物中有相当一部分在水中的溶解度较小，底物与酶或生物体接触很慢，严重影响了生物转化速率，反应时间很长，不利于工业化规模生产。本发明采用表面活性剂增加水难溶性底物的溶解度，并促进底物在转化体系中的溶出，提高了底物与酶或生物体接触的机会，从而大幅度增加生物转化速率，缩短反应时间，适于工业化规模生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有表面活性剂的生物转化方法，能够显著提高水中溶解度较小的底物在生物转化体系中的转化速率。针对上述发明目的，本发明提供以下技术方案本发明所述的含有表面活性剂的生物转化方法，其特征在于转化体系中含有表面活性剂、酶或生物体、底物。其中，所述的表面活性剂优选是非离子表面活性剂，更优选的是包括包括聚乙二醇类、泊洛沙姆类、聚山梨酯类、脂肪酸山梨坦类、蔗糖酯类、苄泽类、卖泽类、磷脂、辛酸癸酸聚乙二醇甘油脂、油酸聚乙二醇甘油酯、月桂酸聚乙二醇甘油酯、SolUtol HS-15(聚乙二醇硬脂酸酯15，聚乙二醇-12-羟基硬脂酸酯)、维生素E聚乙二醇琥珀酸酯中的一种或多种，最优选的是泊洛沙姆188。其中，所述的底物25°C时在IOOg水中的溶解度低于lg。其中，所述的生物体包括动物、植物、微生物、人和动物的肠道菌群、植物细胞培养体系、动物细胞培养体系、细菌、真菌。本发明所述的含有表面活性剂的生物转化方法，包括下列顺序的步骤使底物、表面活性剂与酶或生物体接触，进行生物转化。本发明所述的含有表面活性剂的生物转化方法，优化的方法包括下列顺序的步骤(1)将底物与表面活性剂混合；(2)将底物与表面活性剂的混合物与酶或生物体接触，进行生物转化。
本发明所述的含有表面活性剂的生物转化方法，最优化的方法包括下列顺序的步骤(1)将泊洛沙姆188加热熔化，加入底物，混合均勻，冷至室温，粉碎成细粉；(2)将上述的细粉分散于含有酶或生物体的转化体系中，进行生物转化。本发明所述的含有表面活性剂的生物转化方法，其中所述的底物包括人参皂苷 Rg3、20(R)_人参皂苷Rg3、20(Q-人参皂苷Rg3、鬼白毒素、喜树碱、淫羊藿苷、染料木苷、柚皮苷、黄芩苷。本发明的有益效果主要是(1)本发明采用表面活性剂增加水难溶性底物的溶解度，并促进底物在转化体系中的溶出，提高了底物与酶或生物体接触的机会，从而大幅度增加生物转化速率，缩短反应时间，适于工业化规模生产。特别是选择泊洛沙姆188作为表面活性剂时，一方面能够显著增加水难溶性底物的溶解度和促进溶出，另一方面泊洛沙姆188与酶或生物体的相容性好，不会影响酶或生物体的活性，在表面活性剂中增加生物转化速率的效果最好。(2)此外本发明中将泊洛沙姆188加热熔化后与底物混合，不仅混合均勻，而且底物粒子表面均勻分布泊洛沙姆188，在与转化体系的水相接触时，底物能够迅速溶出，与酶或生物体进行反应，其转化效率显著高于与泊洛沙姆188与底物简单混合后生物转化的效率。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但应注意本发明的范围并不受这些实例的任何限制。实施例1将Ig人参皂苷1 分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果21. 6%的人参皂苷机转化为人参皂苷将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig吐温80和Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果43. 9%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷1 分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig维生素E聚乙二醇1000 琥珀酸酯和Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果50. 5%的人参皂苷转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷Rg3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig聚乙二醇6000和Ig人参
阜苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果38. 1% 的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷I^3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig辛酸癸酸聚乙二醇甘油脂和Ig人参皂苷-β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率， 结果52. 2%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷I^3分散于IOOmLpH为5.0的水中，加入Ig Solutol HS-15和 Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果61. 8%的人参皂苷收3转化为人参皂苷Mv将Ig人参皂苷I^3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig油酸聚乙二醇甘油酯和 Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果 53. 7%的人参皂苷收3转化为人参皂苷Mv将Ig人参皂苷I^3分散于IOOmLpH为5.0的水中，加入Ig月桂酸聚乙二醇甘油酯和Ig人参皂苷-β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率， 结果46. 9%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig水溶性大豆磷脂和Ig 人参皂苷-β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果 39. 2%的人参皂苷转化为人参皂苷Mv将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig卖泽52和Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果35. 3%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig苄泽28和Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果38. 0%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig蔗糖硬脂酸酯S-3和 Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果 31. 5%的人参皂苷收3转化为人参皂苷Mv将Ig人参皂苷1 分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig司盘80和Ig人参皂苷- β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果37. 2%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig人参皂苷收3分散于IOOmLpH为5. 0的水中，加入Ig泊洛沙姆188和Ig人参皂苷-β -葡萄糖苷酶，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果73. 2% 的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。将Ig泊洛沙姆188加热熔化，加入Ig人参皂苷-β -葡萄糖苷酶，混合均勻，粉碎成细粉，加入IOOmLpH为5. 0的水中，控制温度55°C进行酶解反应，12小时后检测转化效率，结果98. 7%的人参皂苷收3转化为人参皂苷他2。实施例2将0. Ig鬼臼毒素加入IOOmL掌叶大黄细胞悬浮系统中，经10天培养后检测转化效率，结果12. 的鬼臼毒素转化成鬼臼苦素。将0. Ig鬼臼毒素、0. Ig Solutol HS_15加入IOOmL掌叶大黄细胞悬浮系统中，经 10天培养后检测转化效率，结果25. 的鬼白毒素转化成鬼白苦素。将0. Ig鬼臼毒素、0. Ig泊洛沙姆188加入IOOmL掌叶大黄细胞悬浮系统中，经10 天培养后检测转化效率，结果52. 7%的鬼白毒素转化成鬼白苦素。将0. Ig泊洛沙姆188加热熔化，加入0. Ig鬼白毒素，混合均勻，粉碎成细粉，加入 IOOmL掌叶大黄细胞悬浮系统中，经10天培养后检测转化效率，结果86. 5%的鬼臼毒素转化成鬼白苦素。实施例3
将20mg喜树碱混悬于IOOmL水中，加入IOOOmL毛霉充分生长的培养基中，经3天培养后检测转化效率，结果17.6%的喜树碱转化为10-羟基喜树碱。将20mg喜树碱、200mg吐温80分散于IOOmL水中，加入IOOOmL毛霉充分生长的培养基中，经3天培养后检测转化效率，结果35. 的喜树碱转化为10-羟基喜树碱。将20mg喜树碱、200mg泊洛沙姆188分散于IOOmL水中，加入IOOOmL毛霉充分生长的培养基中，经3天培养后检测转化效率，结果63. 9%的喜树碱转化为10-羟基喜树碱。将200mg泊洛沙姆188加热熔化，加入20mg喜树碱，混合均勻，粉碎成细粉，分散于IOOmL水中，加入IOOOmL毛霉充分生长的培养基中，经3天培养后检测转化效率，结果 92. 3%的喜树碱转化为10-羟基喜树碱。实施例4取2g淫羊藿苷、0. 5gi3 -葡萄糖苷酶，分散于200mL水中，于50°C搅拌8小时，检测转化效率，结果有32. 2%的淫羊藿苷转化为宝藿苷I。取2g淫羊藿苷、2g聚乙二醇6000、0. 5δβ-葡萄糖苷酶，分散于200mL水中，于 50°C搅拌8小时，检测转化效率，结果有41. 0%的淫羊藿苷转化为宝藿苷I。取2g淫羊藿苷、2g泊洛沙姆188、0. 5gi3 -葡萄糖苷酶，分散于200mL水中，于50°C 搅拌8小时，检测转化效率，结果有73. 2%的淫羊藿苷转化为宝藿苷I。将2g泊洛沙姆188加热熔化，加入2g淫羊藿苷，混合均勻，粉碎成细粉，分散于 200mL水中，于50°C搅拌8小时，检测转化效率，结果有98. 6%的淫羊藿苷转化为宝藿苷I。实施例5取2g染料木苷、0. 5g蜗牛酶，分散于200mL水中，于37°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有25. 7%的染料木苷转化为染料木素。取2g染料木苷、2g油酸聚乙二醇甘油酯、0. 5g蜗牛酶，分散于200mL水中，于37°C 搅拌12小时，检测转化效率，结果有41. 的染料木苷转化为染料木素。取2g染料木苷、2g泊洛沙姆188、0. 5g蜗牛酶，分散于200mL水中，于37°C搅拌12 小时，检测转化效率，结果有63. 2%的染料木苷转化为染料木素。将2g泊洛沙姆188加热熔化，加入2g染料木苷，混合均勻，粉碎成细粉，分散于 200mL水中，于37°C搅拌8小时，检测转化效率，结果有95. 8 %的染料木苷转化为染料木素。实施例6取2g柚皮苷、Ig蜗牛酶，分散于200mL水中，于37°C搅拌12小时，检测转化效率， 结果有15. 9%的柚皮苷转化为柚皮素。取2g柚皮苷、2g维生素E聚乙二醇1000琥珀酸酯、Ig蜗牛酶，分散于200mL水中， 于37°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有33. 4%的柚皮苷转化为柚皮素。取2g柚皮苷、2g泊洛沙姆188、Ig蜗牛酶，分散于200mL水中，于37°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有63. 1 %的柚皮苷转化为柚皮素。将2g泊洛沙姆188加热熔化，加入2g柚皮苷，混合均勻，粉碎成细粉，分散于 200mL水中，于37°C搅拌8小时，检测转化效率，结果有98. 1 %的染料木苷转化为染料木素。实施例7取2g黄芩苷、Ig诺维信复合植物水解酶，分散于pH为5. 0的IOOmL水中，于45°C 搅拌12小时，检测转化效率，结果有30. 6%的黄芩苷转化为黄芩素。
取2g黄芩苷、2g维生素E聚乙二醇1000琥珀酸酯、Ig诺维信复合植物水解酶，分散于pH为5. 0的IOOmL水中，于45°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有50. 7%的黄芩苷转化为黄芩素。取2g黄芩苷、2g泊洛沙姆188、Ig诺维信复合植物水解酶，分散于pH为5. 0的 IOOmL水中，于45°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有75. 3%的黄芩苷转化为黄芩素。将2g泊洛沙姆188加热熔化，加入2g黄芩苷，混合均勻，粉碎成细粉，分散于pH 为5.0的IOOmL水中，于45°C搅拌12小时，检测转化效率，结果有97. 的黄芩苷转化为
黄芩素。
权利要求
1.一种含有表面活性剂的生物转化方法，其特征在于转化体系中含有表面活性剂、酶或生物体、底物。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其是非离子表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的非离子表面活性剂，其包括聚乙二醇类、泊洛沙姆类、聚山梨酯类、脂肪酸山梨坦类、蔗糖酯类、苄泽类、卖泽类、磷脂、辛酸癸酸聚乙二醇甘油脂、油酸聚乙二醇甘油酯、月桂酸聚乙二醇甘油酯、Solutol HS-15(聚乙二醇硬脂酸酯15，聚乙二醇-12-羟基硬脂酸酯)、维生素E聚乙二醇琥珀酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的非离子表面活性剂，其是泊洛沙姆188。
5.根据权利要求1-4所述的含有表面活性剂的生物转化方法，其中所述的底物25°C时在IOOg水中的溶解度低于lg。
6.根据权利要求1-5所述的含有表面活性剂的生物转化方法，其中所述的生物体包括动物、植物、微生物、人和动物的肠道菌群、植物细胞培养体系、动物细胞培养体系、细菌、真菌。
7.根据权利要求1-6所述的含有表面活性剂的生物转化方法，包括下列顺序的步骤使底物、表面活性剂与酶或生物体接触，进行生物转化。
8.根据权利要求7所述的含有表面活性剂的生物转化方法，包括下列顺序的步骤(1)将底物与表面活性剂混合；(2)将底物与表面活性剂的混合物与酶或生物体接触，进行生物转化。
9.根据权利要求8所述的含有表面活性剂的生物转化方法，包括下列顺序的步骤(1)将泊洛沙姆188加热熔化，加入底物，混合均勻，冷至室温，粉碎成细粉；(2)将上述的细粉分散于含有酶或生物体的转化体系中，进行生物转化。
10.根据权利要求1-6所述的含有环糊精的的生物转化方法，其中所述的底物包括人参皂苷Rg3、20(R)_人参皂苷Rg3、20(Q-人参皂苷Rg3、鬼白毒素、喜树碱、淫羊藿苷、染料木苷、柚皮苷、黄芩苷。
全文摘要
本发明提供了一种含有表面活性剂的生物转化方法，能够显著提高生物转化速率。
文档编号C12P17/06GK102311989SQ20111018625
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者孙娥, 崔莉, 张振海, 贾晓斌, 金鑫 申请人:贾晓斌