[发明专利]一株尿酸氧化节杆菌及其应用

说明书

本发明属于微生物甾体转化技术领域，具体涉及一株尿酸氧化节杆菌菌株及其在C1，2位脱氢上的应用。所述尿酸氧化节杆菌株，具体为尿酸氧化节杆菌(Arthrobacter uratoxydans)AAR‑47，保藏编号：CGMCC No.23650。尿酸氧化节杆菌AAR‑47是经物理诱变所得，诱变后菌株以醋酸氢化可的松为底物，投加浓度10‑60g/L下，发酵30‑96h，底物转化率可达90.81‑100％，诱变后菌株以氢化可的松为底物，浓度为5‑40g/L下，发酵转化60‑96h，底物转化率可达到90.56‑94.58％。

技术领域：

本发明属于微生物甾体转化技术领域，具体涉及一株尿酸氧化节杆菌菌株及其在C1，2位脱氢上的应用。

背景技术：

甾体类药物具有重要的生理活性，是仅次于抗生素类的第二大类药物。泼尼松龙为肾上腺皮质激素类药物，主要用于各种急性严重细菌感染、严重过敏性疾病，风湿、类风湿性关节炎，严重支气管哮喘等。同时泼尼松龙也可以作为其他皮质激素药物的原料，是合成曲安奈德、16α-羟基泼尼松龙等药物的重要中间体，具有广泛的应用价值，十分重要。国内外对于该产品的制备研究持续不断。

目前，制备泼尼松龙的方法主要有以下几种：

1、以甾体母核为原料通过多步化学反应制备泼尼松龙；例如，CN101397324A中公开了以17α-羟基-1，4，9-三烯孕甾-3，20为原料，经过多步的化学合成步骤得到泼尼松龙；CN200710061258.2公开了一种合成泼尼松龙的方法，通过溴化、脱溴、上碘、置换、水解合成了泼尼松龙。另外，CN1361108A、CN105384790A等中公开了相似的多步化学合成制备泼尼松龙的方法。但是，此类方法普遍存在工艺路线、工艺流程复杂，生产周期比较长，总收率较低以及对环境不友好等缺点，正是这些短板使得泼尼松龙的生产成本居高不下。

2、以泼尼松为原料，用甲醇溶解后，加入盐酸氨基脲溶液进行缩合反应，以四氢铝锂还原，经过水解后得到泼尼松龙。但泼尼松原料成本过高，不利于降低生产成本。

3、以氢化可的松为起始原料，通过C1，2位脱氢工序制备泼尼松龙，其合成路线如下：

甾体的C1，2位脱氢的方法一般包括化学法、生物发酵法等。化学法脱氢一般需要使用SeO₂，收率比较低，而且SeO₂是剧毒物对环境污染很大，目前已逐渐被生物法取代。关于生物发酵法，在CN102206696A和CN101760495A中公开了微生物发酵和细胞转化制备产物，这些方法虽然避免了化学法的上述缺陷，但是，通常涉及菌种选择、发酵、转化和提纯等多个步骤，并且存在着底物浓度低、高浓度底物抑制作用强、转化时间长、转化率较低、分离纯化比较困难等缺点。

4、以醋酸氢化可的松为起始原料，采用简单节杆菌经过生物发酵一步直接生成泼尼松龙的制备方法，其合成路线如下：

CN106893753A中公开了以醋酸氢化可的松为起始原料，采用简单节杆菌经过生物发酵一步直接生成泼尼松龙的制备方法，泼尼松龙的结构是在甾体母核上具有1位和4位双键、11位羟基、21位羟基、17位羟基多个基团，而对比醋酸氢化可的松的结构可以发现，醋酸氢化可的松通过1，2位脱氢和21位水解两个单元反应形成1，2位双键和21位羟基。此专利虽然以较廉价的醋酸氢化可的松为起始原料一步生成泼尼松龙，但是转化时间长，一般大于60小时，转化率在80％左右，并且转化的醋酸氢化可的松的底物浓度不是很高，最高仅为3％。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是改善现有的制备泼尼松龙的制备工艺复杂、耗时长、转化率低的问题，进而提供一种低成本、易于制备、转化率高的泼尼松龙制备方法。为了克服现有技术的不足之处，本发明将提供一种以醋酸氢化可的松或氢化可的松为原料，尿酸氧化节杆菌作为生物催化剂的一步制备泼尼松龙的方法，该方法收率高、选择性好、工艺简单、经济实用且对环境和操作人员安全。