Page 90 - 精细化工2019年第12期

第 36 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.36, No.12
2019 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2019

生物工程
玫瑰产色链霉菌 P450 酶体外催化

合成 16α-羟基泼尼松龙

*
吴 倩，刘亚洲，曾志刚
（抗生素研究与再评价四川省重点实验室，四川抗菌素工业研究所，成都大学，四川 成都 610106）

摘要：以泼尼松龙为原料，利用玫瑰产色链霉菌（Streptomyces roseochromogenes）SIIA-1902 的胞内细胞色素
P450s，通过电子转移配偶体（玫瑰氧还蛋白和玫瑰红素氧还蛋白）将泼尼松龙转化为 16α-羟基泼尼松龙。结果
表明，P450s 可以利用过氧化物以“过氧化物分流”途径完成该转化过程，从而取代天然氧还原途径。经硫酸
铵沉淀法浓缩后的 P450s 酶液在 1.0 mmol/L NaIO 4 的支持下发生过氧化物分流反应，16α-羟基泼尼松龙的产量
为 23.3 mg/L，泼尼松龙转化率为 12.9%；在 1.0 mmol/L H 2 O 2 的支持下，产量升高到 45.3 mg/L，泼尼松龙转化
率提高到 25.1%。对过氧化物分流反应条件进行了进一步优化。当泼尼松龙浓度为 0.5 mmol/L，羟丙基环糊精
的质量浓度为 0.2 g/L，n(泼尼松龙)∶n(过氧化氢)=1∶3 时，在 pH 7.2、30 ℃下反应 24 h，16α-羟基泼尼松龙的
产量为 64.3 mg/L，泼尼松龙转化率为 35.7%。
关键词：P450s；泼尼松龙；过氧化物分流反应；生物工程
中图分类号：TQ426.97 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 12-2418-07

Synthesis of 16α-Hydroxy Prednisolone in vitro by Cytochrome
P450s Enzyme in Streptomyces roseochromogenes

*
WU Qian, LIU Ya-zhou, ZENG Zhi-gang
（Antibiotics Research and Re-evaluation Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan Industrial Institute of
Antibiotics, Chengdu University, Chengdu 610106, Sichuan, China）

Abstract: Cytochrome P450s enzyme in Streptomyces roseochromogenes SIIA-1902 was used to convert
prednisolone into 16 α-hydroxy prednisolone by electron transfer of spouse (roseoredoxin and roseoredoxin
reductase). The results showed that peroxides could replace the natural oxygen reduction pathway in a cycle
known as the ‘peroxide shunt’. In a NaIO 4 supported peroxide shunt reaction, the yield of 16α-hydroxy
prednisolone was 23.3 mg/L, and the conversion rate of prednisolone was 12.9%. Under the same
conditions, in a hydrogen peroxide supported peroxide shunt reaction, the yield of 16α-hydroxy
prednisolone increased to 45.3 mg/L, and the conversion rate reached 25.1%. The peroxide shunt reaction
conditions were further optimized. When the concentration of prednisolone was 0.5 mmol/L, the mass
fraction of hydroxypropyl cyclodextrin was 0.2 g/L, and the molar ratio of prednisolone to hydrogen
peroxide was 1∶3, the yield of 16α-hydroxy prednisolone was up to 64.3 mg/L and the conversion rate of
prednisolone was 35.7% after 24 h of reaction at pH 7.2 and 30 ℃.
Key words: P450s; prednisolone; peroxide shunt reaction; biological engineering

细胞色素 P450s 单加氧酶（P450s 酶）是一种 催化的单加氧反应中非常重要的生物催化反应。例
含有亚铁红素的酶，能够催化多种类型的化学反应。 如，工业上应用最为广泛的甾体羟基化反应。链霉
对碳氢化合物中非活泼 C—H 键的羟基化是该类酶 菌属（Streptomyces）是 P450s 的丰富来源，许多链

收稿日期：2019-05-15; 定用日期：2019-06-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190438
基金项目：四川省科技计划应用基础研究项目（2017JY0256）
作者简介：吴 倩（1994—），女，硕士生。联系人：曾志刚（1974—），副研究员，E-mail：1437268062@qq.com。