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屈螺酮,一种独特的17α-螺环内酯类的孕激素,是最早由德国的Schering公司开发成功的第四代口服避孕药,其与乙炔雌二醇组成的复方口服避孕药优思明,具有可靠的避孕效果,且副作用小,自2000年在欧洲开发上市以来已成为全球销量第一的女用口服避孕药。三羟基雄甾烯酮(7α,15α-diOH-DHEA)是合成屈螺酮的重要中间体,可经去氢表雄酮(DHEA)羟基化修饰得到。本论文针对DHEA生物羟化制备7α,15α-diOH-DHEA的菌种选育、产物分离纯化和结构鉴定、转化工艺优化等方面进行了研究,其主要结论如下:(1)通过摇瓶转化实验,从实验室保藏的菌种中筛选到一株转化DHEA生成7α,15α-diOH-DHEA能力较强的菌株赤霉菌Gibberella intermedia CA3-1。转化产物经高效液相制备柱和硅胶柱层析分离纯化,获得两种化合物,进而采用高效液相色谱、质谱、红外、核磁共振及熔点分析等表征其结构,确定上述化合物分别为7α,15α-diOH-DHEA和7α-羟基去氢表雄酮(7α-OH-DHEA)。(2)优化了G. intermedia CA3-1转化DHEA生成7α,15α-diOH-DHEA的摇瓶工艺条件。通过单因素实验和正交试验确定了转化培养基的最佳组成为(g·L-1):葡萄糖15、酵母粉16、玉米浆15、磷酸氢二钾0.15。最佳转化条件为:初始pH6.5、接种量10%、温度30℃、装液量30mL/250mL。在最优转化工艺下,底物投料浓度为8g·L-1,7α,15α-diOH-DHEA得率达到45.3%,较优化前提高了25.5%。(3)研究了影响G. intermedia CA3-1双羟化DHEA过程的关键因素。比较了有机溶剂助溶、表面活性剂乳化和植物油助溶三种方法对底物转化效率的影响,结果表明菜籽油不仅能促进底物分散,稳定转化体系pH,影响细胞通透性,还能促进菌体生长;添加2%菜籽油使7α,15α-diOH-DHEA得率达到63.1%,较对照提高了45.2%。羟化酶预诱导对转化效率的影响研究表明,诱导菌龄为12h时,浓度为0.8%苯诱导12h,7α,15α-diOH-DHEA得率可达57.5%,较对照提高了25.5%。针对羟化过程辅酶NADPH供给不足的情况,构建了以12g·L-1的木糖为辅助底物的辅酶再生方法,7α,15α-diOH-DHEA转化得率为61.0%,较对照提高了约33.3%。