生物制药工艺学t

ß-内酰胺类抗生素生产生物制药工艺学一.ß-内酰胺类抗生素概况ß-内酰胺类抗生素是分子式中含有ß-内酰胺环的一类天然和半合成抗生素的总称。主要包括种类如下：

1.青霉素（青霉烷）类

2.青霉烯类

3.头孢菌素类

4.单环ß-内酰胺类

5.ß-内酰胺酶抑制剂类青霉素硫霉素头孢C氨曲喃克拉维酸一.ß-内酰胺类抗生素概况临床应用的主要ß-内酰胺类抗生素

1.青霉素及半合成物6-APA阿莫西林甲氧西林氨苄西林替卡西林一.ß-内酰胺类抗生素概况临床应用的主要ß-内酰胺类抗生素

2.半合成头孢菌素头孢菌素C7-ACA青霉素G7-ADCA头孢噻吩头孢唑啉头孢他定头孢克洛头霉素头孢西丁一.ß-内酰胺类抗生素概况ß-内酰胺类抗生素作用机制细菌细胞壁主要成分是肽聚糖，转肽酶（PBPS）是调节肽聚糖合成的主要酶系。ß-内酰胺类抗生素可与PBPS形成不可逆的结合物，导致PBPS失活，进而抑制细菌细胞壁的合成，使细菌死亡。从而产生抗菌作用。由于动物细胞无细胞壁结构，因此此类药物对于对于动物细胞是安全的。一.ß-内酰胺类抗生素概况ß-内酰胺类抗生素的生物合成

1.产生菌情况青霉素类——

主要由丝状真菌产生头孢类——

放线菌、真菌、细菌均有产生其他类——

放线菌和细菌产生

2.生物合成机制L-a-氨基己二酸L-半胱氨酸L-缬氨酸LLD-ACV异青霉素N青霉素G/V青霉素NDAC头孢菌素C头霉素一.ß-内酰胺类抗生素概况ß-内酰胺类抗生素的最新发展

1.碳青霉烯类

Ritipenem2.头孢菌素类

ceftobiprole，有效对抗MRSA3.ß-内酰胺抗生素+ß-内酰胺酶抑制剂

二.青霉素生产工艺技术菌种和发酵生产工艺及控制

1.生产工艺流程（液氮）甘油管斜面孢子米孢子种子罐发酵罐发酵液划线涂布或接斜面25度培养7-9天，洗液接米培养基25度培养6-7天，接种子罐26度通气搅拌，培养60-68小时，按10-15%种量接发酵罐25度通气搅拌，补料培养200-240小时，放罐葡萄糖硫酸铵氨水苯乙酸消泡剂二.青霉素生产工艺技术2.发酵工艺控制点发酵温度：25度

pH值：6.5

通气量：0.5-1VVM

罐压：0.03-0.06MPa

溶氧：⋝30%

葡萄糖补率：1.0-2.5kg/m3h

发酵液NH4+浓度：250-300ppm

苯乙酸浓度：约100ppm

二.青霉素生产工艺技术3.青霉素典型发酵曲线二.青霉素生产工艺技术青霉素产抗的调控机制

1.碳分解代谢物阻遏葡萄糖代谢物能阻抑青霉素合成酶系的合成，进而抑制青霉素合成。称为碳分解代谢物阻遏效应。其中cAMP（环腺苷酸）是关键控制因子。其与分解代谢物活化蛋白（CAP）结合，促使RNA多聚酶与启动基因结合而开始转录。cAMP浓度低时，影响结合，不能转录。葡萄糖代谢物降低了cAMP水平，只有葡萄糖减低至一定水平，cAMP水平上升，才能开始转录、合成。由于这一机制影响，早期青霉素生产只能使用乳糖等缓效碳源。后来采用葡萄糖流加工艺，控制葡萄糖浓度水平，才使葡萄糖能应用于青霉素生产。同时，葡萄糖阻遏很大程度依赖于磷酸盐的存在，在限制磷酸盐的培养基中，葡萄糖阻遏效应被抑制。二.青霉素生产工艺技术青霉素产抗的调控机制

2.苯乙酸前体调控

在青霉素生物合成中，存在的主要限速性步骤是苯乙酰辅酶A的合成。添加苯乙酸可解除该步限制，有效提高青霉素产量。但是过高的苯乙酸浓度对产黄青霉的生长代谢具有毒性作用，导致青霉素合成受到抑制。因此苯乙酸在发酵液中的浓度必须受到控制，这同样是通过流加的方式进行的。二.青霉素生产工艺技术青霉素提取工艺流程发酵液发酵滤液一次萃取液一次水提液二次萃取液脱色液冷却、絮凝、过滤调节pH2.0-2.2，乙酸丁酯逆流萃取碳酸氢钠溶液逆流反萃取加活性碳脱色调节pH2.0-2.2，乙酸丁酯逆流萃取加乙酸钾丁醇溶液，共沸结晶结晶悬液湿晶体青霉素钾盐二.青霉素生产工艺技术提取工艺原理

1.青霉素的两性性质由于青霉素结构中羧基结构，使得青霉素在不同pH下呈现不同的溶解性质。当酸性条件下，呈分子型青霉酸结构，具有良好有机溶剂溶解性质；当碱性条件下，呈离子型结构，易溶于水而难溶于有机溶剂。根据此机理设计萃取/反萃取步骤进行粗分离。

2.共沸结晶青霉素钾在乙酸丁酯中溶解度非常低，青霉素钾盐丁醇稀释液蒸馏时形成丁醇一水二元共沸物，利用丁醇一水二组分在较宽的液相组成范围内蒸馏温度稳定、溶液沸点下降等特点，在共沸蒸馏过程中以补加丁醇的方法将水分带走，使溶液逐步达到过饱和状态而析出结晶。二.青霉素生产工艺技术提取工艺要点

1.青霉素溶解状态下对热、酸、碱都不稳定。因此在调节pH进行萃取操作中，要注意控制温度和缩减时间。采用高速逆流