CN105925635A - 一种淫羊藿次苷ⅱ的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，首先从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体，然后利用高催化活性的糖基水解酶酶解淫羊藿苷单体得到淫羊藿次苷Ⅱ。本发明具有反应高效，温和，成本低，产物纯度高，适合工业化生产的优点。

Description

一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种药物的生产工艺，特别涉及一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺。
背景技术
***功能障碍(ED)是男性常见疾病，据世卫组织统计，全球患有ED的男性约占10％，成年男子中ED患者的比例则达到1/4以上。我国3亿成年男性中,约有ED患者1亿多人，多由心理性或器质性原因引起，并且在日趋年轻化，严重影响了夫妻身心健康。
抗ED药物可显著改善ED患者的***障碍。据统计，2012年抗ED一线药物全球市场终端规模达45亿美元。我国成年男性ED患者数量庞大，市场潜力容量在数百亿元。这些抗ED药物的开发和应用，产生了良好的社会和经济效应。
目前抗ED药物主要有三大核心产品--西地那非、他达那非、伐地那非，它们都属于5型磷酸二酯酶(PDE5)抑制剂，可提高性刺激下cGMP浓度而增强***功能。但是由于这些口服选择性PDE5抑制剂只可一次性强烈松弛海绵体平滑肌而促进******，治标不治本，同时会引起低血压等副作用，特别是对有心血管疾病患者的安全性颇有争议。因此，开发安全、标本兼治的抗ED新药成为一种必然的要求。
淫羊藿为小檗科淫羊藿属草本植物，其作为***应用至今已有2000多年的历史。北大医院的临床观察显示淫羊藿的有效成分淫羊藿苷单体具有显著的抗ED效果，同时对血压没有显著影响。动物实验表明其毒性很低(50％淫羊藿苷对大鼠最大耐受性>5g/kg)。淫羊藿苷在体内的代谢衍生物淫羊藿次苷Ⅱ具有更显著的生物学功能。分子研究表明，淫羊藿次苷Ⅱ单体不仅是PDE5的特异性抑制剂，同时具有西地那非没有的一些生物学效应，如促进***神经的再生，提高***海绵体神经nNOS的表达以及内皮细胞eNOS，促进***平滑肌细胞增殖等。因此，淫羊藿次苷Ⅱ有望成为新药研究制备用于治疗和预防***功能障碍的新药物和保健品，克服西地那非等药物“治标不治本”的弊端，市场前景广阔。
目前国内外关于淫羊藿苷和淫羊藿次苷Ⅱ的研究主要集中在药理和功能方面的研究，除了在抗ED方面的作用外，在抗衰老、抗氧化等方面的功能也相继被发现，但关于淫羊藿次苷Ⅱ的生物制造方面研究较少，以国内为主，仍然处于起步阶段。国外因为缺乏中医药方面的资源，研究比较有限。
大连工业大学的金凤燮研究组率先开发了一种真菌的淫羊藿苷酶，可将淫羊藿苷降解成低糖基苷或者苷元，然后利用大孔吸附树脂SP207分离各组分，产品纯度可达到99％，但是由于真菌液态发酵存在搅拌等技术难点，未能实现工业化生产。为克服这个难题，该研究组从栽培人参的土壤中筛选出了能水解淫羊藿苷糖基的细菌菌株Rhodanobacter sp.GS3054，并研究了其发酵条件和酶反应参数，水解糖基的能力较真菌酶有所提升。由此，具备水解糖基能力的真菌和细菌相继都被开发出来，但由于缺乏在分子水平对糖基水解酶的理解，存在水解效率低等问题，无法通过基因工程大幅提高水解酶在细菌或真菌中的表达量和活性。直接寻找高活性的糖基水解酶，并通过基因工程方法大量表达直接用于生物催化反应水解酶逐渐成为新的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，具有反应高效，温和，成本低，产物纯度高，适合工业化生产的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，首先从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体，然后利用糖基水解酶酶解淫羊藿苷单体得到淫羊藿次苷Ⅱ。
作为优选，从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体的工艺步骤如下：淫羊藿粉碎后，加质量浓度45-85％乙醇加热回流1-4h得淫羊藿粗浸膏；淫羊藿粗浸膏用水和乙酸乙酯溶解并分层，水相用乙酸乙酯萃取3-5次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干，得干燥物；干燥物用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，滤渣再用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，合并滤液，干燥后得淫羊藿苷单体。
本发明改进了淫羊藿苷单体提取工艺，其优点是：直接采用混合溶剂反复结晶法，较之传统的色谱柱或者大孔吸附树脂分离方法成本更低(主要是溶剂用量少、无填料费用、设备要求低)，生产周期短，便于工厂大规模生产。
作为优选，淫羊藿粉碎至20-80目，100g淫羊藿粉碎物加300-800mL质量浓度45-85％乙醇。
作为优选，所述混合溶剂为水与甲醇按照1:2-3的体积比的混合物。
作为优选，所述糖基水解酶通过以下方法制备而得：先用球菌在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖，再用此葡聚糖配制液体培养基以培养产酶菌，滤出产酶菌的菌体，菌体溶于醋酸-醋酸钠缓冲液中浸泡3-5h，离心，取上清液，冷冻干燥后得高催化活性的糖基水解酶。
先用球菌在含有葡萄糖的培养基上培养以产生葡聚糖的具体工艺为：
固体培养基配方为：葡萄糖15g，蛋白胨10g，玉米浆35g，琼脂15g，H2O 1000mL，磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液调节pH至5.5～7.5；温度30℃，培养24h。培养完毕后的固体培养基按照每克固体培养基用3～8mL水的量浸泡3～5h，离心，弃去固体，得到葡聚糖清液。使用的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液pH为7.8-8.0。
葡聚糖配制液体培养基以培养产酶菌的具体工艺为：
液体培养基配方为：葡聚糖清液15g，蛋白胨10g，H2O 1000mL，磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液调节pH 5.5～7.5；在30℃下培养4～5天，滤出菌体，菌体溶于pH值5.5的醋酸-醋酸钠缓冲液浸泡3-5h，每克菌体使用3-8mLpH值5.5的醋酸-醋酸钠缓冲液，离心(转速3000-8000rmp)，取上清液，冷冻干燥后得高催化活性的糖基水解酶(粉末状葡聚糖酶)。
通过本发明的上述特定工艺能筛选得到一种高催化活性、反应条件温和的葡聚糖酶(高催化活性的糖基水解酶)。此种葡聚糖酶针对淫羊藿苷的选择性很高，转化效率接近100％。
作为优选，所述球菌为红球菌或明串球菌。
作为优选，所述产酶菌为青霉、曲霉、轮霉、黑曲霉或双歧乳杆菌。
作为优选，酶解工艺为：100mg淫羊藿苷单体悬浮于pH＝5.5-7.0的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10-20mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积4-6％的增溶剂及糖基水解酶，搅拌过夜，乙酸乙酯萃取3-5次，合并有机相，水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得产品。
作为优选，所述增溶剂为吐温80、甘油或二甲基亚砜。
作为优选，所述糖基水解酶用量为淫羊藿苷单体重量的10-20％。
本发明的有益效果是：
当前淫羊藿苷提取工艺存在纯度较低、杂质含量较高等问题，本发明优化了淫羊藿苷的提取工艺，通过广泛采用乙醇提取等绿色环保试剂，降低了环境污染，并通过增加重结晶步骤，提高了产物的纯度，达98.9％。淫羊藿次苷Ⅱ与淫羊藿苷的差别只有一个糖基，分离这两种物质存在一定的困难和成本增加的问题，本发明利用高催化的糖基水解酶，在5kg级别的中试中，可将反应的转化率达到99％以上，简化了淫羊藿次苷Ⅱ的纯化步骤。
附图说明
图1是本发明产物淫羊藿次苷Ⅱ的液相色谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
总实施方案：
一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺：
(1)首先从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体：从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体的工艺步骤如下：淫羊藿粉碎至20-80目，100g淫羊藿粉碎物加300-800mL质量浓度45-85％乙醇，加热回流1-4h得淫羊藿粗浸膏；淫羊藿粗浸膏用水和乙酸乙酯溶解并分层，水相用乙酸乙酯萃取3-5次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干，得干燥物；干燥物用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，滤渣再用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，合并滤液，干燥后得淫羊藿苷单体。混合溶剂为水与甲醇按照1:2-3的体积比的混合物。
(2)然后利用高催化活性的糖基水解酶酶解淫羊藿苷单体得到淫羊藿次苷Ⅱ：100mg淫羊藿苷单体悬浮于pH＝5.5-7.0的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10-20mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积4-6％的增溶剂(吐温80、甘油或二甲基亚砜)及高催化活性的糖基水解酶(所述高催化活性的糖基水解酶用量为淫羊藿苷单体重量的10-20％)，搅拌过夜，乙酸乙酯萃取3-5次，合并有机相，水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得产品。
所述高催化活性的糖基水解酶通过以下方法制备而得：先用球菌(红球菌或明串球菌)在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖，再用此葡聚糖配制液体培养基以培养产酶菌(青霉、曲霉、轮霉、黑曲霉或双歧乳杆菌)，滤出产酶菌的菌体，菌体溶于醋酸-醋酸钠缓冲液中浸泡3-5h，离心，取上清液，冷冻干燥后得高催化活性的糖基水解酶。
本发明中采用的球菌、产酶菌均为市售产品。
具体实施工艺：
从淫羊藿中制备淫羊藿苷单体
实施例1：
淫羊藿草(40-60目)100g，75％乙醇400ml加热回流1h，得15.5g淫羊藿粗浸膏(HPLC淫羊藿苷含量10％)，用150ml水和150ml乙酸乙酯溶解并分层，水相每次用150ml乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干得8.5g黄褐色固体。用水：甲醇＝1:2的混合溶剂100ml加热回流1h，过滤，滤渣再用100ml混合溶剂回流1h，合并两次的母液，旋干，烘干得1.49g浅黄色固体(HPLC淫羊藿苷含量98.5％)，收率96.1％。
实施例2：
淫羊藿草(20-40目)100g，75％乙醇500ml加热回流1h，得14.5g淫羊藿粗浸膏(HPLC淫羊藿苷含量10％)，用150ml水和150ml乙酸乙酯溶解并分层，水相每次用150ml乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干得8.2g黄褐色固体。用水：甲醇＝1:2的混合溶剂100ml加热回流1h，过滤，滤渣再用100ml混合溶剂回流1h，合并两次的母液，旋干，烘干得1.35g浅黄色固体(HPLC淫羊藿苷含量98.3％)，收率93.1％。
实施例3：
淫羊藿草(60-80目)100g，75％乙醇600ml加热回流1h，得15.2g淫羊藿粗浸膏(HPLC淫羊藿苷含量10％)，用150ml水和150ml乙酸乙酯溶解并分层，水相每次用150ml乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干得8.3g黄褐色固体。用水：甲醇＝1:2的混合溶剂100ml加热回流1h，过滤，滤渣再用100ml混合溶剂回流1h，合并两次的母液，旋干，烘干得1.44g浅黄色固体(HPLC淫羊藿苷含量98.5％)，收率94.7％。
高催化活性的糖基水解酶筛选：
实施例4：
先用红平红球菌(市售，可购自中国微生物菌种查询网)在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖，固体培养基配方为：葡萄糖15g，蛋白胨10g，玉米浆35g，琼脂15g，H2O 1000mL，磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液调节pH 6.0。培养箱30℃，培养24h。培养完毕后的固体培养基按照每克固体培养基用5mL水的量浸泡3～5h，用离心机离心，弃去固体，得到葡聚糖清液。再用此葡聚糖配制液体培养基以培养灰黄青霉(市售，可购自中国微生物菌种查询网)，液体培养基配方为：葡聚糖清液15g，蛋白胨10g，H2O 1000mL，磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液调节pH6.0；在30℃下培养4～5天，滤出菌体，菌体溶于pH值5.5的醋酸-醋酸钠缓冲液浸泡3-5h，每克菌体使用5mLpH值5.5的醋酸-醋酸钠缓冲液，离心(转速3000-8000rmp)，取上清液，冷冻干燥后得高催化活性的糖基水解酶(粉末状葡聚糖酶)。
实施例5：
本实施例与实施例4不同之处在于：先用赤红球菌(市售，可购自中国微生物菌种查询网)在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖。再用此葡聚糖配制液体培养基以培养黄曲霉菌(市售，可购自中国微生物菌种查询网)。
其它同实施例4。
实施例6：
本实施例与实施例4不同之处在于：先用带化红球菌(市售，可购自中国微生物菌种查询网)在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖。再用此葡聚糖配制液体培养基以培养青霉菌(市售，可购自中国微生物菌种查询网)。
利用高催化活性的糖基水解酶酶解淫羊藿苷单体得到淫羊藿次苷Ⅱ：
实施例7：
100mg淫羊藿苷悬浮于pH＝6.8的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积5％的吐温80，10mg葡聚糖酶(高催化活性的糖基水解酶，即实施例4-6筛选的酶)，搅拌过夜。乙酸乙酯30mL分三次萃取，合并有机相，10mL水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得固体75.3mg，产率99.1％。HPLC纯度为99.4％。
实施例8：
100mg淫羊藿苷悬浮于pH＝7.0的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积5％的甘油，10mg葡聚糖酶(高催化活性的糖基水解酶，即实施例4-6筛选的酶)，搅拌过夜。乙酸乙酯30mL分三次萃取，合并有机相，10mL水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得固体73.8mg，产率97.1％。HPLC纯度为98.5％。
实施例9：
100mg淫羊藿苷悬浮于pH＝6.5的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积5％的二甲基亚砜，10mg葡聚糖酶(高催化活性的糖基水解酶，即实施例4-6筛选的酶)，搅拌过夜。乙酸乙酯30mL分三次萃取，合并有机相，10mL水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得固体74.5mg，产率98.0％。HPLC纯度为98.5％。
本发明的产物经液相色谱(图1)检测与标准品对比后确认为淫羊藿次苷Ⅱ。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：首先从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体，然后利用糖基水解酶酶解淫羊藿苷单体得到淫羊藿次苷Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：从淫羊藿中提取淫羊藿苷单体的工艺步骤如下：淫羊藿粉碎后，加质量浓度45-85％乙醇加热回流1-4h得淫羊藿粗浸膏；淫羊藿粗浸膏用水和乙酸乙酯溶解并分层，水相用乙酸乙酯萃取3-5次，合并乙酸乙酯相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干，得干燥物；干燥物用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，滤渣再用混合溶剂加热回流1-4h，过滤，合并滤液，干燥后得淫羊藿苷单体。
3.根据权利要求2所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：淫羊藿粉碎至20-80目，100g淫羊藿粉碎物加300-800mL质量浓度45-85％乙醇。
4.根据权利要求2所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述混合溶剂为水与甲醇按照1:2-3的体积比的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述糖基水解酶通过以下方法制备而得：先用球菌在含有葡萄糖的固体培养基上培养以产生葡聚糖，再用此葡聚糖配制液体培养基以培养产酶菌，滤出产酶菌的菌体，菌体溶于醋酸-醋酸钠缓冲液中浸泡3-5h，离心，取上清液，冷冻干燥后得高催化活性的糖基水解酶。
6.根据权利要求5所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述球菌为红球菌或明串球菌。
7.根据权利要求5所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述产酶菌为青霉、曲霉、轮霉、黑曲霉或双歧乳杆菌。
8.根据权利要求1所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：酶解工艺为：100mg淫羊藿苷单体悬浮于pH＝5.5-7.0的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液中得总体积10-20mL反应体系，向反应体系中加入反应体系体积4-6％的增溶剂及糖基水解酶，搅拌过夜，乙酸乙酯萃取3-5次，合并有机相，水洗，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后油泵抽干得产品。
9.根据权利要求1所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述增溶剂为吐温80、甘油或二甲基亚砜。
10.根据权利要求1所述的一种淫羊藿次苷Ⅱ的生产工艺，其特征在于：所述糖基水解酶用量为淫羊藿苷单体重量的10-20％。
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