[发明专利]纳米脂质体在生物转化中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及纳米脂质体在生物转化中的应用。

背景技术

现有技术公开了利用微生物转化疏水性化合物在实际应用中需要突破的瓶颈是底物的水不溶性造成投料浓度低，转化效率不高。微生物转化属于两阶段发酵，其包括：首先需要将微生物菌种在液体培养基中培养适当时间（生长的中期或后期），积累转化所需要的酶；然后投入需要转化的底物启动转化。微生物菌种的液体培养通常在水相中进行，底物在水溶液中的溶解度直接关系到微生物转化反应的效率，由于微生物转化酶系一般属于胞内酶，只有溶解到液相的底物才能与微生物细胞充分接触进入细胞。在甾体微生物转化过程中，存在一个普遍的现象是随着投料浓度的提高，转化率会明显下降，这主要是因为过多的不溶性底物会对菌体生长和转化产生抑制作用。目前解决这一问题的手段主要有机溶剂、表面活性剂、双水相系统等。

纳米脂质体技术通常应用于药物制剂中，其中，可采用卵磷脂将难溶性药物制备成纳米脂质体，能显著地提高药物水溶性和生物利用度。纳米脂质体作为药物载体具有如下优势：由磷脂双分子包覆水相囊泡构成，生物相容性好；可将脂溶性药物溶于脂膜内；磷脂本身是细胞膜成分，因此对生物体无毒性。另外基于其小尺寸而获得的巨大比表面积使反应更容易进行。有研究显示，在利用微生物降解甾醇边链中，作为纳米药物载体的卵磷脂能够改变细胞膜脂质双层结构增加细胞膜的通透性，促进疏水性底物进入胞内，从而提高甾醇边链降解转化率。基于纳米脂质体的上述优点，本发明拟提供基于疏水性底物制备的纳米脂质体在生物转化中的新的应用。

发明内容

本发明的目的是提供纳米脂质体技术的新应用，具体涉及纳米脂质体技术在生物转化中的新应用，尤其涉及基于疏水性底物制备的纳米脂质体在生物转化中的新的应用。

本发明中，采用卵磷脂为载体将疏水性底物制备成底物纳米脂质体，再进行投料转化。

本发明将疏水性底物制备成纳米脂质体再进行生物转化，能利用卵磷脂增加细胞膜通透性的特性，又能发挥纳米脂质体生物相容性好、提高水溶性及巨大比表面积的优势，促进底物向细胞内运输，使其进入微生物细胞内的量增加，从而提高转化体系底物投料浓度和转化率。

本发明公开的纳米脂质体技术在生物转化中应用特别适合于疏水性化合物的微生物转化，如甾醇微生物边链降解、甾体微生物羟化反应等。

本发明中，所述的微生物转化是指疏水性化合物的微生物转化，或底物对微生物具有毒性、抑制微生物生长的微生物转化。

本发明进一步的提供纳米脂质体应用于生物转化的新方法，其中，以左旋乙基甾烯二酮的微生物11α羟化反应为模型。

本发明中，所述的羟化反应是甾体微生物转化反应中最重要的反应，能为甾体药物化学合成提供重要中间体，鉴于甾体在水中极低的溶解度（低于0.1mM），其微生物转化反应是生物转化疏水性化合物的典型例。

左旋乙基甾烯二酮的11α羟基衍生物是制备强效孕激素去氧孕烯的关键中间体。去氧孕烯是口服避孕药妈富隆的主要成分，由于妈富隆的副作用小，效果可靠，其应用已越来越广泛。美国专利（US2005/0234251A1）公开的去氧孕烯合成工艺采用左旋乙基甾烯二酮为起始原料，首先利用Aspergillus ochraceous经生物转化引入11α羟基再进行一系列化学反应合成去氧孕烯。该专利以有机溶剂DMF溶解底物左旋乙基甾烯二酮投料，投料浓度2g/L-6g/L时，羟化反应转化率为35%-60%。

本发明的生物转化模型系采用金龟子绿僵菌突变株（Metarhizium anisopliae）11490（CCTCC M2011240），在左旋乙基甾烯二酮上引入11α羟基，所述菌株已申请专利，专利申请号201110199550.7。

更具体的，本发明的纳米脂质体用于生物转化的方法，其特征在于，该转化方法包括下述步骤：

（1）制备底物纳米脂质体

以卵磷脂为载体，将底物左旋乙基甾烯二酮(DES1)制成纳米脂质体；优化处方和制备工艺后；考察纳米脂质体的粒径和结构、底物包封率及释放情况。

（2）微生物转化

微生物菌种：Metarhizium anisopliae11490（菌种保藏号CCTCC M2011240），该菌种能在左旋乙基甾烯二酮上引入11α羟基；

斜面培养：将菌种接种于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基，其中添加质量百分比为0.25%的蚕蛹粉，26～30℃培养5～10天；