紫杉醇 生物制药技术.ppt

紫杉醇，1。紫杉醇的来源，(1)。包含Taxus中的紫杉醇，是目前发现的所有Taxus中欧洲单叶红豆中最高的(0.069%)，最低含量只有0003%，在约38000棵托细胞中，99%纯度的紫杉醇可以分离纯化，约为25公斤，以成木为例，(2)。紫杉醇是一种从红豆杉树皮、针叶树中分离出来的四环素二硝酸胺类。进行性卵巢癌、乳腺癌及其他癌症的有效治疗，被称为过去几十年中发现的最好的抗癌药物。1992年，美国FDA正式批准紫杉醇为进行性卵巢癌治疗的新抗癌药物(商品名Pach-taxel)。目前研究结果表明，紫杉醇的主要来源仍然是紫杉树皮，这种常绿树木生长速度很慢，大规模的伐木只能极大地破坏植物资源。而且有机化学家在实验室中成功地对紫杉醇进行了全面的合成研究，但在批量生产方面仍然不可能。(3)目前对紫杉醇的研究主要集中在以下三个方面：1.在Taxus中寻找与紫杉醇具有类似活性的羟色胺化合物或可反合成的天然产物2。天然获得紫杉醇的方法研究：(1)具有紫杉醇骨架的天然产物含量高的反合成；(2)完全合成研究，寻找更经济、更可行的合成途径；(3)细胞培养方法。3.紫杉醇及其类似物的结构-活性关系研究、药效机理查找及作用机制研究等。2.紫杉醇的历史，1971年，Wanj和他的同事们在Taxus欧洲单叶分离出具有细胞毒性的新化合物，Paclltaxel(现已商业化，注册为Taxol)，药理学实验证明具有广泛的光谱抗癌作用，但由于自然含量极低，直到1977年his 防止癌细胞快速繁殖等具有上述纺锤毒性的抗癌药物(如vincristine及colhichin)的作用机理相反，在此后的20多年里对这种植物进行了广泛的研究。iii .紫杉醇的作用机制及代谢，紫杉醇为白色结晶粉末，相对分子质量为853.9，熔点为213 216，无嗅，无嗅，高亲脂，在甲醇、乙醇、氯仿中溶解，在尿素中微溶解，在水中几乎不可溶。紫杉醇在细胞周期的G2及m期起特殊作用，阻止微管在有丝分裂时形成纺锤和纺锤，阻止肿瘤细胞的分裂和繁殖。紫杉醇还作用于巨噬细胞中的肿瘤坏死因子(TNF)受体，释放白细胞介素、干扰素，起到杀死或抑制肿瘤细胞的作用。紫杉醇的代谢与非线性饱和分布和排除的双腔模型一致。一些学者发现紫杉醇溶剂-聚氧乙烯蓖麻油(polyoxyethylene蓖麻油)可能是引起非线性药动学的物质。进入血液的紫杉醇是90%与血浆蛋白或组织蛋白结合，将肝微粒体酶P-450特异性转化为无毒产物6、-羟基紫杉醇的重要解毒方法。紫杉醇剂量的25%被胆管排泄和羟基代谢48小时内，4.3% 6.6%的紫杉醇以圆形从尿液中排出。因此肾脏不是紫杉醇的主要排泄途径。4 .获得，(1)。自然萃取分离紫杉醇是从Taxus属的恒星中获得的、具有紫色衬衫的独特骨架的二萜化合物，因其抗癌活性和独特的作用机理而受到广泛关注。目前市面上的紫杉醇直接从自然或栽培的红豆杉的外壳或树枝中提取，主要有：萃取有机溶剂的初步提取、组织膜渗透、固相萃取、超临界流体萃取方法；分离纯化柱色谱、薄层色谱、沉淀法、树脂吸附分离法、化学反应法。(b)。细胞培养解决紫杉醇资源不足的方法是组织培养技术。这项生物技术成功地应用于胰岛素等蛋白质的生物合成，但在紫杉醇中的应用直到90年代才开始。目前红豆杉愈伤组织诱导和培养技术已成熟，愈伤组织诱导的基本培养基、激素种类和浓度、外植体类型、培养条件和培养程序都已确定，5 .紫杉醇的整体合成，(1)。紫杉醇复杂分子结构的结构分析，整体合成的挑战是特殊的三环6 8 6碳框架，现有的桥头堡双重性及含氧过量替代。此外，还有些对外部条件敏感的基因，如环氧丙烷亲核条件下的开环，羟基7在碱性环境下异构化。(b)合成策略，紫杉醇的总合成策略以D-A反应完成a-环和c-环两部分，通过Shapiro和McMurry两个重要的C-C-c-键连接构建ABC 3-环骨骼系统，并在此基础上，(c)合成过程，a. a-环前体的合成：采用Diels-Alder反应的高产区域选择性靶化合物。b .以c环的合成硼酸酯为模板，可以在特定方向添加二烯和丙二烯试剂，该方向与当前c环所需的完全一致。c .合成工艺- ABC三环系统的构建，使1，2个o-二醇羟基形成碳酸酯保护，4，20位形成甲二氧基，9，10个2-醛基在空间上相互接近，确保McMurry反应顺利进行。D. d环的合成d环是包含氧原子的四环，张力大，通常难以合成。d环的不稳定性I-o键易碎，因此形成a，BI环后合成。首先利用硼氢化一氧化反应在q上吸氧，转换为三氯乙酸，然后用樟脑磺酸(CSA)去除三甲基硅，使h-位置羟基对q位置发生分子内和亲核取代反应形成d-环，使反应相当好，产品的立体构成符合要求。通过以上合成步骤，紫杉醇单体，6 .得到紫杉醇的毒副作用，一些用紫杉醇治疗的患者出现了严重的急性过敏反应，妨碍必要的治疗或停止治疗。在临床试验中，用紫杉醇治疗的少数患者显示出明显的心血管副作用；心肌梗塞、心房颤动、轻度充血性心力衰竭、室性及室性心动过速、全部心律失常等。与紫杉醇相关的其他副作用包括几乎所有患者脱发，4% 30%的患者患有心脏黏膜炎。最重要的是轻微的恶心、呕吐和局部静脉炎(4% 64%)。受年龄或过去的治疗或紫杉醇总剂量影响的这些人。7.紫杉醇的发展前景，从Taxus根、树皮、叶中提取的紫杉醇是目前世界上最好的抗癌药物之一，是国际市场上最畅销的最受欢迎的抗癌药物。美国食品和药物管理局早在1992年12月就正式批准将坟墓应用于临床。美国专家认为，紫