C7900 Lehká biotechnologie 09 – Transformace steroidů Petr Zbořil

Osnova prezentace Transformace steroidů, charakteristické rysy, typické reakce. Obecný průběh výrob, deriváty a jejich užití.

Steroidy Struktura Steran Cholesterol

Steroidy Funkce Strukturní – cholesterol Regulační – hormonální Biosyntetická – metabolit, prekurzor Regulační – hormonální Působí na úrovni proteosyntézy Pohlavní hormony Kortikoidy – gluko- a mineralo- Vitaminy D Metabolické Soli žlučových kyselin

Steroidy Výskyt Příprava Využití – proč připravovat Volné, esterifikované (transportní metabolity) Příprava Izolace Fermentační produkce – výhoda specificity místa a konfigurace Organická syntéza Kombinace metod Využití – proč připravovat Léčiva – ovlivnění imunitních reakcí, suprese Anabolika …

Fermentační produkce Producenti Kvasinky, S. cerevisiae – 1. transformace Plísně – Rhizopus, Mucor, penicillium, Aspergillus, Fusarium aj. Bakterie – Corynebacterium, Flavobacterium aj. Schopnost transformace, vysoce specifická modifikace struktury (místo a typ reakce) je mnohdy jedinečnou vlastností daného druhu, je i taxonomicky využívána Význam pro mikroba nejasný

Fermentační produkce M. Čapek, O. Hanč, M. Tadra: Microbial Transformations of Steroids, Springer (Academia Praha 1966)

Typy reakcí Prakticky výlučně oxidoredukční Oxidace =CHOH na =C=O Monooxygenace ve specifických polohách Hydroxylace zvl. v polohách 11 a 17-a Oxidace –CH3 na –CH2OH Dehydrogenace –CH2-CH2- na –CH=CH- Epoxidace –CH=CH- Oxidační štěpení řetězce mezi C17 a C20 Otevření kruhu D M. Čapek, O. Hanč, M. Tadra: Microbial Transformations of Steroids, Springer (Academia Praha 1966)

Steroidy Technologické postupy, obecné zásady Substrát – steroid určený k transformaci Růstové medium - kapalné Složení dle požadavků daného mikroorganizmu na optimální růstové podmínky i konverzi – T, pH, vzduch Fermentace Přídavky steroidu naráz x po částech, od počátku x v intervalech Průběh konverze sledován obvykle chromatograficky

Steroidy Příklad konverze – 11-b-hydroxylace Absidia orchidis Reichsteinův steroid S Kortisol

Steroidy Příklad fermentace Medium 100 L: 3% dextrin, 0,3% (NH4)2HPO4, 0,04% MgSO4, 0,04% KCl, 0,01% FeSO4 0,1% kukuřičný výluh, pH 6,2, 27 oC. Zaočkování suspezí spor (lze též předpěstovat mycelium), vzduchování, po 48 hod. je pH 3, úprava na 6,2 – přídavek 10g látky S v etanolu (acetonu) Udržování pH ca 24 hod. Kontrolní odběry po 10 ml, extrakce 2x 15 ml CHCl3, odpaření, chromatografie Varianta průtokové fermentace s myceliem zachyceným v alginátovém gelu

Steroidy Izolace kortisolu Filtrace, extrakce filtrátu butylacetátem Odpařit pod N2, vakuum, odparek extrahovat metanolem Zředění vodou na 80%, extrakce petroléterem, odpaření Zředění nasyceným ○ NaCl, extrakce etylacetátem Vysušení Na2SO4, odpaření, rozpuštění v CHCl3 Krystalizace

Steroidy Užití – kortizol Protizánětlivý, revmatická artritida Dermatologie, ekzémy Oftalmologie Menší nebezpečí vedlejších účinků než kortizon

Steroidy Děkuji za pozornost

Steroidy

Steroidy