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1、摘要本论 文 对 从发酵液中分离纯化阿卡波糖的工艺进行了研究。通过对十余种树脂进行筛选，确定了除色素和除杂质效果较好的大孔吸附树脂DCZ和阳离子交换树脂工A4，以及起中和作用的阴离子交换树脂工BI。通过 三 种 树脂柱的串连使用，实现了对阿卡波糖的有效分离和纯化。利用此分离纯化工艺得到了阿卡波糖纯品，纯度达到95.1%。此外，本论文还对三种树脂的操作条件进行了研究，并优化了分离纯化的流程。实验 结 果 表明DCZ对去除发酵上清液红棕色色素效果较好，而阳离子交换树脂AI4对阿卡波糖发酵上清液中保留时间为7一Slul 及之前的杂质去除效果较好。通过二种树脂柱的串联使用后，认4的洗脱液己检测不到杂质
2、峰。将认4的洗脱液利用阴离子交换树脂IBI进行中和，使溶液pH值中和至样品稳定的pH范围内。然后通过旋转蒸发浓缩和真空冷冻千燥，得到了白色针状结晶的纯品。再经过真空千燥后得到了白色粉末状阿卡波糖纯品。本论 文 还 考察了三种树脂柱的吸附及洗脱条件并对其进行了优化，达到了最佳的吸附及洗脱效果.经过三种树脂柱的连续分离纯化后，得到的精制液总收率为韶%，整个分离纯化流程总收率为85%，千燥后得到白色粉末状纯品，其纯度为95.1%。本工 艺 与 其它报道的工艺路线相比流程简单，成本低廉，适用于工业化生产。关键词:阿卡波糖; 提取分离;树脂; 静态吸附; 洗脱; 纯化:千燥浓缩沈阳药科大学硕士学位论文A
3、BSTRAC丁AB S T RA C TIn而 s pap er，阮etchniqesofPesalatinoandp硕ficaitnoof那abroesformefmrelattionbrothwerestdied.Byexanumngmore thandecadekindsofresins，3k访dsofresins weredeterm山ed，incldingmacro.reticularabsorpt1onresionDC2andcationexchangerIA4whiChwere g。datreln ovingpigmentandlmp面tyfromsulx泊utantnuldas
4、weUas画onexcbangerIBI贾hichwas 侧哭dinthe neutrali刀滋ionof翻diceluateof1A4.Byusingthe clu引erofthe公万eekindsofresins，acalbosewas s印公成ed助dPunfiede价ctlvel醉TbeacarboseProduCt。bta山edby 如stechniquesofseParationandPunfication reacbedaPunty of95.1%.Furthennore，the OPeratiOnconditions ofthe 3kindsofresins werealsoi
5、nvest1gatedandtheprocesofseParationalldpud6cationwas alsooPt加亩zed.ExP er lm entserslsthsowedtlla丈hte or.ret1cluarabosrbentDC2SWa abelotemr eov hteplg叮ente任比tlvely丘omferlnentatlonbro奴认七“已巧the strongacidcationexChanger认4hadastrongabllltytosePaxatethe 汕P吐ty认lhlchh翻areservationtimeat7.5田Inandbeforeitdet
6、ectedbyBPLCmethod.Byus吨the 幻刃oklildsofresinsconiinuouS】y，lmPurityintheeluate。f1A4wasDofdetected.TbeclateofLA4Wasneutra】泳d妙the画皿exc玩mgerml，sothepHofthe e】州atewas kePtinaaPProPriate valueinw场chacarbose翻ststeadlly.1七enthep侧fiedli呵dwas concentratedbyrotaryev叮扣ratorandthewhiteaceratecrys园was obtainedby曰卜
7、叩玩11乙atio几Finally，the w肠tesolid加wderOfpuleac田七。sewas got byvaculn山叹ness.Mo eor erv ，hteco幻ditionsofabso印tinoandelitunofoacarboesbyeht 3k山dsofers此were aisoinve呱gatedandOpt妇正Zed，andanOPt如滋dresultswasaChieved.A丑erco川Inuing邵palatlonbytheth代ek山dsofresir，the10talrecoveryra龙eofacarbose证the p心fiedli脚dwas8%，
8、andaw址tesolidPOwderofacalbose，withaP而tyof951%，was obtained.Com p ale diwthohtercet俪quesreoprtedbyilteratuel，面sCet画qeusasw emor isuabtelfor1Ddustdalproduction玩causeofitssimPleinpro“sandfowcost，Keyw0rds:acarbose;extraction andseParat1on;resin; 引泊tloabsorb;eluted; p心ficati眠伪 幻c en tr ati no an d c al e
9、af c ito n沈阳药科大学硕士学位论文第一章前言第一章前言Q一葡 萄 糖 昔酶抑制剂是一类具有寡糖结构的抗n型糖尿病药物，它通过抑制小肠上皮绒毛膜刷状沿上的多种酶来降低餐后血糖。目前用于临床的a一葡糖昔酶抑制剂有三种:阿卡波糖(拜糖平Acaxbose)、米格列醇(Miglito)、伏格列波糖(倍欣voglibose).其中，阿卡波糖和米格列醇均由拜尔公司分别利用微生物发酵法和化学合成一生物转化一化学合成的方法研制开发的1。伏格列波是由日本武田药品公司利用全合成方法研制开发的.1.阿卡波糖概述1.1化学结构及理化性质阿卡 波 糖 外观为白色粉末易溶于水，比旋度为167，pKa 值为.51，
10、分子式为C25H43N0，卜分子量为6456，化学名为0一4，6一双去氧礴(15，4民55，65)礴，5，6一三经基一3-轻甲基召一环已烯基一1一氨基。一毗喃葡萄糖基卜(1叶4)一0一。一毗喃葡萄糖基一(l，4)一毗喃葡萄糖l.分子结构式如图1一1所示.山们六一0刊台匀右 翻 七 .吕 .御. 尹 。由 血 .卿 1.)1图 1一1 阿 卡 波 糖 分子 结 构 式阿卡 波 糖 是一种复合的低聚糖(伪四糖)，包括acarvloes和麦芽糖两部分，其中份se由具不饱和C7户环多醇的valleDan”ne和今氨基一，6一双脱氧葡萄糖通过类似于N一糖昔键的氨基桥连接在一起而组成，这个ac田，10se
11、部分对葡萄糖昔酶的抑制效应起主要作用121。1.2临床药理作用已知 人 类 食物中绝大部分的碳水化合物为复合糖，包括分子量较低的低聚糖(寡糖)以及分子量较大的多糖，这些复合糖必须先经过唾液及胰液。一淀粉酶的作用分解为麦芽3沈阳药科大学硕士学位论文-一一一一一一一一一二堑生旦糖(由二分子葡萄糖组成)、麦芽三糖(含三分子葡萄糖)及糊精(寡糖)，继而在肠上皮细胞刷缘处的。一糖昔酶的作用下分解为单糖后才能被吸收。阿卡波糖的主要作用机制是其acarViosine 中含有氮，可与a-糖昔酶上结合碳水化合物位点紧密相连(如蔗糖酶一蔗糖)，因此它可竞争性抑制葡萄糖贰水解酶，降低多糖及蔗糖分解成葡萄糖，使糖的吸
12、收相应减缓，因此可具有降低饭后血糖的作用3l。阿卡 波 糖 仅局部作用于消化道，全身的生物利用度极低，一项有6名健康受试者参加的研究显示，阿卡波糖经吸收后仅有2%甚至更少的量转化为活性体。因此对机体的毒副作用很小。阿卡波糖仅在消化道中进行代谢，主要被肠道细菌分解，部分被消化酶分解，代谢产物的一部分被吸收后从尿中排泄。以原形吸收的阿卡波糖完全由肾脏排泄。阿卡 波 糖 通过降低对单糖的吸收，抑制胰岛素分泌，改善胰岛素敏感性，使胰岛素抵抗降低，从而减轻“葡萄糖毒性”，使血糖控制在良好状态14.2.阿卡波糖生物合成途径及相关酶2.1生物合成途径2.1.IC7一环多醇，称之为valienol(orval
13、ienatlune)的合成阿卡 波 糖 的环多醇部分通过戊糖磷酸途径由景天庚酮糖一7一磷酸衍生而来问。阿卡波糖的合成开始于环化酶AcbC催化的景天庚酮糖一7一磷酸到2一1一5一ePi一aliolone的环化作用.然后，再由AcbM蛋白，即2-epi.5-epi.valiolone7一激酶，催化2一1-5一1.valiofone形成2一1一5褚pi一valiolone 7一磷酸;由Acbo蛋白催化转化为5一ePi.valiolone7一磷酸;随之由人比L蛋白催化转化为5一1.valiolof7一磷酸;紧接着，由AcbN蛋白催化转化为1邵1.vali01of7-磷酸:再由AcbJ蛋白催化生成1，7
14、-二磷酸一1一1.vallolol;最后经ACbR蛋白催化形成NDP一1.ep，一aliolol7一磷酸，即valienanun e。其合成途径如图1一所示6切。沈阳药科大学硕士学位论文第一章前言， 护图 1一 v 葫 即 翻 ein 的 生 物 合成 途 径2.1.24一氨基一，6一双脱氧一葡萄糖部分的合成D一葡 萄 糖 一1一磷酸由A比A蛋白催化转化为dTDP一D一葡萄搪;然后再由AcbB蛋白催化而进行分子内氢化物转移形成dTDP4一酮基一6-脱氧一D-葡萄糖;最后酮基一糖随之由a比V基因编码的转氨酶AcbV蛋白催化生成dTDP一4一氨基人6一双脱氧一D-葡萄糖。其合成途径如图1一3所示习
15、.八心 七 八自种-一-今翻加伪 口心口兀甲图1一4-氨基戒6-双脱氧葡萄糖的生物合成途径2.1.3AcaJ，iose核心部分的合成沈阳药科大学硕士学位论文第一章前言经Acbsl蛋白的催化作用，NDP一1一即1一aliolof7一磷酸和dTDP一氨基一6一双脱氧一葡萄糖最终合成dTDP一即arviose-7一磷酸。其合成途径如图1碑所示16。0，公-图 1礴 Ac a丁v ios e 的生 物 合 成 途 径2.1.4阿卡波糖的合成dTD P 一。 。势7一磷酸与麦芽糖经AcbQ瓦Js蛋白的催化作用最终形成阿卡波糖。其合成途径如图1一5所示间。在存 在 卜1 4C麦芽糖的ActinoplaensPs.发酵实验表明，阿卡波糖的麦芽糖基单位直接由麦芽糖衍生而来18.ac田，iose和麦芽糖之间通过由毗D基因编码的acarvl osvl转移酶(AcbD)的二。州转移作用而连接。一些磷酸化步骤需要由a比K、acbM和acbo基因分别编码的AcbK、ACbM和ACbo蛋白来催化完成。这些步骤被认为是类似于耐受的自我保护机制19。dTI，F。r，如仲，血。p七二M.It.1啥05.“h皿ride.图1一5 阿卡波搪的生物合成途径3 阿卡波糖分离工艺国内外研究现状近几 年 来
