链霉素的制备工艺

小组成员
• 姚
涛
ຫໍສະໝຸດ Baidu
说） （解 说 ）
资料的采集） • 司松良 （资 料的采集） • 赵 阳 （ p p t 制作）
谢谢观看
• 链霉素生物合成的调节机制 • 在链霉素生物合成中的调节机制主要有发酵阶段的转变、分解 产物的调节以及无机磷的反馈抑制等方面。 • 1.2.1 发酵阶段的转变 • 催化链霉胍的2个转脒基反应的酶，在合成阶段开始时的突然 出现是由于新的蛋白质的合成，而不是蛋白质的激活。 • 1.2.2 分解代谢产物的调节 • 在发酵过程中，除形成链霉素外，还形成一种支路产物—甘露 糖链霉素(又叫链霉素B)。对大多数微生物来说，甘露糖链霉素 的生物活性只有链霉素的20%-25%。直到发酵后期才产生水解 甘露糖链霉素的α-D-甘露糖苷酶，能迅速把甘露糖链霉素水解 成链霉素和甘露糖，反应如下： • 甘露糖苷酶 • 链霉素-甘露糖 链霉素+甘露糖
21 39 7 12，
• 毒性LD50(mg/kg)：对许多革兰氏染色阴 性或阳性细菌有效，鼷鼠急性经口9000。 对人低毒。 性状：白色或类白色粉末，无臭或微臭。 溶解情况：易溶于水，微溶于乙醇，不溶 于甲醇、氯仿和丙酮。 制备或来源：由灰色链霉菌的发酵液提取 得的一种抗生素。
链霉素的作用机 理 链霉素主要 与原核细胞(如 细菌)核糖体30S 亚单位结合，抑 制细菌蛋白质 (酶)的合成,使细 菌不能正常生长 或者代谢而死亡。
• 1.2.3 无机磷的反馈抑制 • 正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成。 磷酸盐与链霉素的生物合成过程有密切关系， 在链霉素生物合成中有几步磷酸酯酶所催化的 去磷酸化反应。过量的磷酸盐会产生反馈抑制， 阻抑这几步的一个或多个磷酸酯酶的活性或形 成，因而抑制链霉素的合成，因此磷酸酯酶的 活力与链霉素的形成有密切关系。此外磷酸盐 还能调节链霉胍合成的关键酶——脒基转移酶 的形成，高浓度磷酸盐严重阻遏该酶的形成。
链霉素的制备工艺
化学式：
目
• 链霉素概述
• 链霉素的合成工艺 • 三废处理
录
链霉素简介
• 链霉素（streptomycin）是一种氨基葡 萄糖型抗生素，分子式C H N O 分子 量： 581.59 。 1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉素中 析离得到，是继青霉素后第二个生产并 用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的 特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。 从此，结核杆菌肆虐人类生命几千年的 历史得以有了遏制的希望。
三废处理
• 链霉素生产废水是一类含硫酸盐的高浓 度有机废水，水质情况见表１，ＣＯＤ ／ＳＯ２－比值一般为５～７，碳氮比 偏低，ＢＯＤ５／Ｎ在４左右，同时废 水中含有较多生化抑制物质，如甲醛、 草酸、链霉素单位及其降解物等。较高 浓度硫酸盐的存在对正常的厌氧消化可 能会造成严重影响。
U A SB 是升流式厌氧污泥 床反应器的简称, 是由荷兰 W agen ingen 农业大学教 授L ettinga 等人于 1972~1978 年间开发研制 的一项厌氧生物处理技术, 国内对U A SB 反应器的研 究是从20 世纪80 年代开始 的. 由于U A SB 反应器具有 工艺结构紧凑,处理能力大, 无机械搅拌装置, 处理效果 好及投资省等特点, U A SB 反应器是目前研究最多, 应 用日趋广泛的新型污水厌氧 处理工艺
国外合成链霉素法
离子交换法
D-葡 萄 糖 和 N H 3合成链霉素
• 从图l可看出，每生成1个链霉素分子都需消耗3个葡萄 糖分子、7个HN3分子、2个CO2分子和l个甲硫氨酸分 子。其中，有3个NH3分子是通过转氨基反应，分别把 氨基供体—谷氨酰氨、丙氨酸和谷氨酸的氨基结合到链 霉胍上和L-葡萄糖胺的氨基上，另外4个NH3分子是通 过鸟氨酸环供给的，其中2个分子又由氨甲酰磷酸酯， 另外2分子由天冬氨酸引入，最后转变为精氨酸的脒基， 再转移到链霉胺衍生物上。2个CO2也是通过鸟氨酸循 环固定的。 • 在灰色链霉素的发酵过程中，与链霉素同时产生的还有 甘露糖链霉素(链霉素B)，其化学结构为N-甲基-L-葡萄 糖胺的C4与D-甘露糖的C4以D-糖苷键相连接的糖苷， 经过甘露糖苷酶作用，可水解为链霉素和甘露糖。
传统工艺合成链霉素
• 一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使 蛋白质凝固变性。添加磷酸或一些络合 剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸 生成不溶性沉淀物，然后通过板框过滤 或离心分离将这些沉淀物除去。这一预 处理将导致10%以上的链霉素所添加的 草酸、磷酸或络合剂，既增加了链霉素 提炼成本，又会降低产品纯度、污染环 境。同时所得的发酵滤液中仍存在许多 蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少 树脂的吸附容量或污染树脂，造成树脂 的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命， 增加 抗生素提炼的成本。
链霉素是由链霉胍、链霉糖和N甲基-L-葡萄糖胺组成的三糖苷， 属于氨基糖苷类抗生素。链霉胍是 在l，3-位置上带有2个孤基的l， 3-去氧青蟹肌醇，去掉2个脒基后 称为链霉胺。链霉糖是带有支链的 5’-脱氧五碳糖，在第3碳上有一 个醛基。N-甲基-L-葡萄糖胺是在 第2碳上的-NH2被甲基化(CH3NH)的L-葡萄糖胺。这三糖连 接的糖苷键都是α型的糖苷键。
链霉素
链霉素理化性质
1.物理性质 链霉素游离碱为白色粉末。其大多数 盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。 链霉素在中 性溶液中能以 三级阳离子形 式存在，所以 可以用离子交 换法进行提取。
2.稳定性 链霉素的水溶液 比较稳定，但其易受 pH和温度的影响较 大。短时间加热，如 在 70 o C 加热半小时 ， 对活性无明显影响。 100 o C 加热 10min ， 活性约损失一半。最 稳定的 pH 是 4.0~4.5 。
3.溶解度
由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺 基），故很容易容易水，而很难溶于有机溶剂中。 链霉素盐酸盐易溶于甲醇，难溶于乙醇，而硫酸盐 即使在甲醇中也很难溶解。
链霉素硫酸盐的溶解度（28oC）
工 艺 合 成
• 传统工艺
• 国外工艺 • 离子交换法 •
D- 葡 萄 糖 和 N H
3
合成