生物制药 第十二章 维生素及辅酶类药物

为黄色或淡橙黄色、无臭、 CoQ10为黄色或淡橙黄色、无臭、无味结晶性粉 易溶于氯仿、 四氯化碳，溶于丙酮、 末。易溶于氯仿、苯、四氯化碳，溶于丙酮、乙 石油醚，微溶于乙醇，不溶于水和甲醇。 醚、石油醚，微溶于乙醇，不溶于水和甲醇。遇 光易分解成微红色物质，对温度和湿度较稳定， 光易分解成微红色物质，对温度和湿度较稳定， 熔点49℃。易被化学还原剂及相应的酶还原为对 熔点49℃。 49℃ 应的醌醇。氧化还原反应伴随有明显的光谱变化 光谱变化。 应的醌醇。氧化还原反应伴随有明显的光谱变化。 在乙醇中辅酶Q 275nm有一强吸收带， 在乙醇中辅酶Q在275nm有一强吸收带，若在己烷 nm有一强吸收带 中则移至272nm，转成醌醇后则变成在290nm处有 272nm 290nm 中则移至272nm，转成醌醇后则变成在290nm处有 一弱吸收带，这为测定辅酶Q 一弱吸收带，这为测定辅酶Q提供了一种灵敏而 专一的方法。 专一的方法。
第一步发酵是生黑葡糖杆菌（或弱氧化醋杆菌） 第一步发酵是生黑葡糖杆菌（或弱氧化醋杆菌）经 过二级种子扩大培养， 过二级种子扩大培养，种子液质量达到转种液标准 将其转移至含有山梨醇、玉米粉、磷酸盐、 时，将其转移至含有山梨醇、玉米粉、磷酸盐、碳 酸钙等组分的发酵培养基中， ２８～３４℃ 酸钙等组分的发酵培养基中，在２８～３４℃下进 行发酵培养。 行发酵培养。在发酵过程中可采用流加山梨醇的方 其发酵收率达９５ ９５% 培养基山梨醇浓度达到２ 式，其发酵收率达９５%，培养基山梨醇浓度达到２ 时也能继续发酵。 ５%时也能继续发酵。 发酵结束，发酵液经低温灭菌， 发酵结束，发酵液经低温灭菌，得到无菌的含有山 梨糖的发酵液，作为第二步发酵的原料。 梨糖的发酵液，作为第二步发酵的原料。
吸附、 ③吸附、洗脱 将浓缩液上硅胶柱层析，先以石油醚或120号 将浓缩液上硅胶柱层析，先以Байду номын сангаас油醚或120号 120 汽油洗涤，除去杂质，再以10 乙醚10％ 汽油洗涤，除去杂质，再以10％乙醚-石油醚 混合溶剂洗脱，收集黄色带部分的洗脱液， 混合溶剂洗脱，收集黄色带部分的洗脱液，减 压蒸去溶剂，得黄色油状物。 压蒸去溶剂，得黄色油状物。
维生素Ｃ的化学合成方法一般指莱氏法。 维生素Ｃ的化学合成方法一般指莱氏法。 后来人们改用微生物脱氢代替化学合成中L 后来人们改用微生物脱氢代替化学合成中L-山梨糖 中间产物的生成，使山梨糖的得率提高一倍。 中间产物的生成，使山梨糖的得率提高一倍。 我国进一步利用另一种微生物将Ｌ 我国进一步利用另一种微生物将Ｌ-山梨糖转化为 酮基L 古龙酸，再经化学转化生产维生素Ｃ， ２-酮基L-古龙酸，再经化学转化生产维生素Ｃ， 称为两步法发酵工艺。 称为两步法发酵工艺。
第十二章 维生素及辅酶类药物
维生素是人体生命活动必需的要素， 维生素是人体生命活动必需的要素，主要以辅酶或 辅基的形式参与生物体各种生化反应。 辅基的形式参与生物体各种生化反应。 维生素在医疗中发挥了重要作用，如维生素Ｂ族用 维生素在医疗中发挥了重要作用，如维生素Ｂ 于治疗神经炎、角膜炎等多种炎症，维生素Ｄ 于治疗神经炎、角膜炎等多种炎症，维生素Ｄ是治 疗佝偻病的重要药物等等。 疗佝偻病的重要药物等等。 维生素还应用于畜牧业及饲料工业中。 维生素还应用于畜牧业及饲料工业中。
提取、 ②提取、浓缩 将皂化液立即加入其体积1/10量的石油醚或120 将皂化液立即加入其体积1/10量的石油醚或120 1/10量的石油醚或 号汽油，搅拌后静置分层，分取上层， 号汽油，搅拌后静置分层，分取上层，下层再以 同样量溶剂提取2~3次 直至提取完全。 同样量溶剂提取2~3次，直至提取完全。合并提 2~3 取液，用水洗涤至近中性， 40℃以下减压浓缩 取液，用水洗涤至近中性，在40℃以下减压浓缩 至原体积的1/10，冷却，－5℃以下静置过夜 至原体积的1/10，冷却，－5℃以下静置过夜， 1/10 ，－5℃以下静置过夜， 过滤，除去杂质，得澄清浓缩液。 过滤，除去杂质，得澄清浓缩液。
①皂化 取生产细胞色素C的猪心残渣，压干称重， 取生产细胞色素C的猪心残渣，压干称重，按干 渣重加入30 30％ 质量体积分数)工业焦性没食子酸， 渣重加入30％(质量体积分数)工业焦性没食子酸， 搅匀，缓慢加入干渣重3~3.5 3~3.5倍的乙醇及干渣重 搅匀，缓慢加入干渣重3~3.5倍的乙醇及干渣重 32％ 质量体积分数)氢氧化钠，置于反应锅内， 32％(质量体积分数)氢氧化钠，置于反应锅内， 加热搅拌回流25~30min，迅速冷却至室温， 加热搅拌回流25~30min，迅速冷却至室温，得皂 25~30min 化液。 化液。
第二步发酵是氧化葡糖杆菌（或假单胞杆菌） 第二步发酵是氧化葡糖杆菌（或假单胞杆菌）经 过二级种子扩大培养，种子液达到标准后， 过二级种子扩大培养，种子液达到标准后，转移 至含有第一步发酵液的发酵培养基中，在２８～ 至含有第一步发酵液的发酵培养基中， ２８～ ３４℃下培养６０ ７２ｈ。 ６０～ ３４℃下培养６０～７２ｈ。 发酵液浓缩，经化学转化和精制获得维生素Ｃ。 发酵液浓缩，经化学转化和精制获得维生素Ｃ。
④结晶 取黄色油状物加入热的无水乙醇， 使其溶解， 取黄色油状物加入热的无水乙醇 ， 使其溶解 ， 趁 热过滤， 滤液静置， 冷却结晶， 滤干， 真空干燥， 热过滤 ， 滤液静置 ， 冷却结晶 ， 滤干 ， 真空干燥 ， 即得CoQ10成品 有专利报道， 即得 CoQ10 成品 。 有专利报道 ， 用 Amberlite XAD CoQ10 成品。 柱层析，能使CoQ10含量从48％提高到64 CoQ10含量从48 64％ 柱层析 ，能使 CoQ10含量从 48％ 提高到 64％ ，再通 HP-20层析柱 用丙酮层析柱， 过 Hipores HP-20 层析柱 ， 用丙酮 - 水 ( 9 ︰ 1 ) 溶液 洗脱，浓缩，结晶，可得纯度为99 99. CoQ10 10。 洗脱，浓缩，结晶，可得纯度为99.4%的CoQ10。
辅酶Q
1．结构与性质 自然界存在的辅酶Q 是一些脂溶性苯醌的总称。 自然界存在的辅酶 Q， 是一些脂溶性苯醌的总称 。 根 据侧链n 值的不同有CoQ 据侧链 n 值的不同有 CoQl、CoQ5、CoQ6、CoQ7、CoQ8、 存在于大多数好气性生物( CoQ9、CoQ10 等 。 存在于大多数好气性生物 ( 从细菌 到动物) 特别是这些生物的线粒体中。 到动物 ) 中 ， 特别是这些生物的线粒体中 。 不同生 物来源的CoQ的 值为5 10， 物来源的CoQ的n值为5~10，在人类及高等动物中仅 CoQ 含有CoQ 主要集中在肝、 肾上腺、 含有CoQ10，主要集中在肝、心、肾、肾上腺、脾、 横纹肌等组织。 横纹肌等组织。
2．生产工艺
辅酶Q 的制备有组织提取法、 辅酶Q10的制备有组织提取法、微生物细胞培养法 和化学合成法。 和化学合成法。 组织提取法较常用的提取原料有动物心等；微生 组织提取法较常用的提取原料有动物心等； 物细胞培养法的主要菌种有红极毛杆菌 (Rhodopseuononas capsulatus)，脱氮极毛杆菌 (Pseudomonas denitrificans)等，化学合成法较 不经济，很少采用。国内从提取细胞色素C 不经济，很少采用。国内从提取细胞色素C的猪心 残渣生产辅酶Q 其收率与新鲜猪心相当。 残渣生产辅酶Q10其收率与新鲜猪心相当。
维生素的生产多采用化学合成法， 维生素的生产多采用化学合成法，后来人们发现某 些微生物可以完成维生素合成中的某些重要步骤； 些微生物可以完成维生素合成中的某些重要步骤； 在此基础上，化学合成与生物转化相结合的半合成 在此基础上， 法在维生素生产中得到了广泛应用。 法在维生素生产中得到了广泛应用。 目前可以用发酵法或半合成法生产的维生素有维生 以及β 胡萝卜素等。 素C、B2、B12、D、以及β-胡萝卜素等。
维生素Ｃ
维生素Ｃ又称抗坏血酸( acid)， 维生素Ｃ又称抗坏血酸(ascorbic acid)，能参与 人体内多种代谢过程，使组织产生胶原质， 人体内多种代谢过程，使组织产生胶原质，影响 毛细血管的渗透性及血浆的凝固，刺激人体造血 毛细血管的渗透性及血浆的凝固， 功能，增强机体的免疫力。 功能，增强机体的免疫力。 另外，由于它具有较强的还原能力， 另外，由于它具有较强的还原能力，可作为抗氧 化剂，已在医药、食品工业等方面获得广泛应用。 化剂，已在医药、食品工业等方面获得广泛应用。