抗肿瘤抗生素力达霉素

抗肿瘤抗生素力达霉素

摘要：力达霉素属于烯二炔类抗肿瘤抗生素，可以通过发酵、生物合成以及化学合成获得。力大霉素由一个酸性蛋白和一个烯二炔发色团通过非共价键结合而成，通过多种作用机制在体内外对多种肿瘤产生强烈的抗肿瘤作用。目前，力达霉素已经进入Ⅱ期临床研究，本文介绍了力达霉素的发酵及生物、化学合成方法，抗肿瘤作用和分子作用机制方面的新进展。

关键词：力达霉素；发酵工艺抗肿瘤作用

Abstract: Lidamycin, a member of the enediyne anticancer antibiotics family. Can be acquired by fermentation，biosynthesis，chemosynthesis. Lidamycin is composed of chromophore andapoprotein with noncovalent binding. It exerts potent antitumor activities on a variety of cancer in vitro and in vivo by different mechanisms. Lidamycin is currently evaluated in Phase II clinical trials. In this review we discussed recentprogresses in fermentation , biosynthesis , chemosynthesis ,molecular mechanisms and antitumor activities of lidamycin.

Key words: Lidamycin; Fermentation process;Antitumor activity

前言

力达霉素(lidamycin, LDM)原名C1027，是从我国湖北省潜江县土壤中分离出的一株链霉菌Streptomyces globisporus c-1027产生的大分子肽类抗肿瘤抗生素，它是采用精原细胞法筛选得到的，其结构独特，由一个含110个氨基酸的酸性蛋白(MW10, 500)和一个含烯二炔结构的发色团(MW 843)通过非共价键结合而成(图1)，属于烯二炔类抗肿瘤抗生素。LDM在体外对多种肿瘤细胞具有强力的杀伤作用，在体内对小鼠移植肿瘤L1210、P388和S180等有明显的抑制作用，对移植于裸鼠的人体肿瘤也有抑制作用。LDM分子可以进行拆分重建，发色团是LDM的活性部分，当发色团烯二炔芳构化后其活性丢失；蛋白对发色团起保护作

用，游离发色团容易失活，重建LDM与天然LDM活性相同。目前，LDM在国内已进入Ⅱ期临床研究，现就力达霉素的分子结构与生物合成、化学合成、抗肿瘤作用及其分子作用机制等方面的研究工作成果作一综述。

一、力达霉素的分子结构

力达霉素为新型烯二炔类抗肿瘤抗生素,它由1个辅基蛋白和1个发色团成。蛋白部分由110个氨基酸组成, 含有2个分子内二硫键, 计算相对分子质量为10500u,蛋白质部分没有抗肿瘤活性, 但对发色团有稳定和保护作用,并携带发色团到达肿瘤部位。发色团在抗肿瘤活性中发挥主要作用,发色团由1个9元环1, 52二炔232烯核心结构与氮氧杂萘甲酸、氨基吡啶核糖和B2酪氨酸结合而成。这些结构单元不但参与化合物分子的组成, 而且与化合物的生物活性密切相关。借助核磁共振对辅基蛋白及其与发色团的复合物进行结构分析并确定各个结构单位的相对位置, 发现芳构化的发色团结合在辅基蛋白结构中的“疏水口袋”处, 它们之间的亲和性可能来自辅基蛋白“疏水口袋”区氨基酸侧链与发色团之间形成静电和疏水作用。

二、力达霉素的发酵工艺

材料和方法

1 菌株

力达霉素产生菌Streptomyces globisporus C-1027-20(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保存,入册编号CGMCC No.0704) 。

2 培养基

斜面培养基(g ·100 mL -1) : 可溶性淀粉2.0,3KNO 0.1,

32PO KH ·O H 20.05, 4MgSO ·O H 270.05 , 4FeSO 0.001 ,NaCl0.05 ,琼脂

粉1.5,pH7.0。

种子及发酵培养基(g ·100 mL -1):淀粉1,葡萄糖0.5,血胨0.5,玉米粉1.5,玉米浆0.5, 4MgSO ·O H 270.02,KI 0.06, 3CaO 0.4 ,豆油0.3,pH7.0 。

3 培养条件

用冷干管中保存的菌种在斜面培养基上传代培养,28℃培养7～10d ,传2～3代,备用。一级种子用500mL 三角瓶内装100mL 培养液,从斜面挖块接种,在转速为190r ·min -1的旋转摇床上28℃培养48 h 。二级种子用5000mL 三角瓶,内装1000mL 培养液,接种量为10% ,在振荡速率为90r ·min -1的来回摇床上28℃培养24h 。发酵培养用200L 发酵罐,内装培养液100L ,接种量为2% ,搅拌速度200r ·min -1,28℃培养约96h 放罐。

4 检测方法

微生物测定法检测发酵液中力达霉素的含量:取发酵液适当稀释,检定菌为枯草芽孢杆菌[CMCC(B) 63501 ] ,标准品的浓度为5μg ·mL -1 ,用一剂量法测定力达霉素发酵液的抗菌活性。用二剂量法测定力达霉素发酵提取物的抗菌活性,剂量为12μg mL -1·与3μg ·mL -1。HPLC 法测定力达霉素发酵提取物的含量:精密称取待测样品和标准品510mg ,用蒸馏水溶解于5mL 容量瓶中,用于HPLC 测定。色谱条件:Waters 高效液相色谱仪( 600 泵, 2487 紫外检测器,Millennium32色谱工作站) ; 色谱柱:Waters Delts PakC4 柱( 319 mm ×150 mm , 5μm , 30 nm) ; 流动相:01025 %三氟乙酸2乙腈(23∶77) ;检测波长:350 nm 。液相色谱图见图2。分别测定力达霉素样品及标准品发色团的峰面积,按照外标法计算样品的效价。