青藤碱为异喹啉型生物碱，主要分布于中药青风藤的根和茎中，具有抗炎、镇痛、降压、抗心律失常等多种生物活性，应用前景广阔。但青藤碱在临床使用过程存在一些缺陷，比如水溶性较小，生物半衰期较短，对光、热不稳定，易分解等。为此各国研究人员对青藤碱进行一系列的研究，修饰改造其分子结构，以提高生物利用度，改良天然植物分子特性，以及创制新药。本课题旨在采用微生物生物氧化法制备青藤碱衍生物，在庞大而复杂的青藤碱分子中引入活性基团，以便提高青藤碱的生物活性和提供进一步化学修饰的可能性。　　 本论文主要通过微生物法进行青藤碱生物氧化研究，期望得到羟基化青藤碱。主要内容包括青藤碱的微生物转化羟基化的实验研究，酶催化青藤碱羟基化的工艺条件优化，羟基化青藤碱衍生物的分离纯化，羟基化青藤碱衍生物的结构表征以及固定化细胞催化青藤碱羟基化工艺的初步研究。　　 首先，通过对本实验室保藏的具有生物氧化还原功能的菌株进行筛选，选育出一株具有对青藤碱生物氧化功能的菌株简单节杆菌Arthrobacter simplexNG0601；其转化产物通过质谱、红外光谱和核磁共振谱解析，初步确定产物为C14-羟基化青藤碱；以Arthrobacter simplex NG0601为出发菌株，进行紫外诱变后，筛选得到一株高产菌株Arthrobacter simplex NG0601-10，青藤碱羟基化的转化率由.5.61％提高至10。19％，且遗传性状稳定，由此得到了本课题的实验菌株。　　 其后，对Arthrobacter simplex NG0601-10转化青藤碱C14-羟基化工艺进行优化。通过响应面分析实验设计法，确定了摇瓶最佳培养基配方：葡萄糖14.7g/L，玉米浆10.1g/L，酵母膏10.1g/L，K.2HPO42g/L，MgSO48mg/L，pH7.0。在优化的培养基条件下，建立了适宜的静息细胞催化青藤碱羟基化的工艺条件：底物浓度3g/L，反应液初始pH7.5，反应温度28℃，反应48h。反应液中添加2g/L葡萄糖可供细胞代谢自生NADPH，解决辅酶再生问题。　　 转化反应结束后，对反应液中C14-羟基化青藤碱的提取和分离纯化进行了研究，选用732型强酸性阳离子交换树脂，常温下对pH值为7.5的反应液中的青藤碱和C14-羟基青藤碱进行吸附，然后采用0.5mol/L的HCl进行洗脱，洗脱流速为0.08mL/s；洗脱液用NaHCO3饱和溶液进行中和后，调整溶液pH值为11.0，常温下采用氯仿萃取一次，旋转蒸发得到青藤碱和C14-羟基青藤碱的混合物，最后采用乙醇作为溶剂，依次采用蒸发溶剂结晶和冷却结晶的方法得到了高纯度的C14-羟基化青藤碱结晶。　　 本论文还对固定化简单节杆菌NG0601-10羟基化青藤碱进行了初步研究，得到较佳的固定化细胞制备方法，固定化材料为PVA15％和海藻酸钠1％，菌体包埋量为0.3％，固定液为30g/L硼酸和20g/L的氯化钙混合溶液，固化时间24h。采用上述条件制备得到的固定化细胞进行盐酸青藤碱的羟基化反应，得到较佳的反应条件为：选用0.1mol/L的 Tris-HCl缓冲液，添加底物浓度为6g/L，在28℃，pH7.5的条件下反应3d，最终在连续20批次的反应中，盐酸青藤碱的平均转化率能够稳定在20％左右。　　 本文首次采用生物氧化法得到C14-羟基化青藤碱，它可作为一种活性中间体，经过转化得到一系列的青藤碱衍生化合物，这对新药开发的深入研究具有一定价值。