地区：上海市 宝山区
关键词：华东理工大学;江西鸿远制药有限公司;江苏佳尔科药业集团有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001304
成果描述：
| 该项目属生物化工领域。甾体药物是仅次于抗生素的第二大类药物，临床用药约有300种，销售额约500亿美元，约占世界医药产品销售额的10%。甾药以激素药物为主，在消炎、生育、避孕、抗肿瘤、内分泌调控以及抢救危重病人等方面属刚需用药。甾药构型精巧且复杂，很难通过全合成法来生产，主要采用半合成法，但从原料到产品仍需要漫长复杂的化学反应过程，其中涉及重金属和危险化学品的大量使用，污染重、环保压力大、收率低、生产成本高昂。如何推动甾体制药工业向绿色制造转变一直是该行业的重大需求，而生物转化则被业界认为是最有前途的技术。该项目正是基于此重大需求，针对倍受业界关注的甾醇分枝杆菌转化技术的瓶颈，创建了具有自主知识产权的分枝杆菌代谢途径理性改造方法，可实现全类别甾药中间体的绿色制造，具有革新重大传统产业的意义。该技术发明包括以下3方面：针对甾醇转化过程中副产物多且比例高、母核降解严重等共性难题，基于对甾醇降解微生物产物和副产物代谢途径的揭示，建立了分枝杆菌代谢甾醇的靶向性基因编辑平台，发明了产物选择性高、降解率低的菌种理性改造方法，创制了可以生产雄甾烯酮及C22羟基孕甾等两大系列产物的工程菌株，该技术可以全面取代经典的“皂素-双烯”工艺，能够生产几乎所有临床甾药中间体，属国际首创。针对甾醇不溶于水导致的甾醇转化效率低的难题，基于对分枝杆菌细胞被膜在甾醇摄取转化过程中作用的揭示，发明了针对细胞包膜中关键组分—分枝菌酸的改造技术以及细胞被膜定位关键酶的强化技术，重构了细胞被膜，使甾醇的转化速率提高到3倍，目标产物产量提高到2.5倍，这一提高甾醇摄取转化能力的方法在理论和应用上意义重大，属国际首创。针对甾醇水溶性差、细胞毒性大、产物降解以及过程调控可操作性差等技术难题，创建了环糊精-静息细胞水相转化体系及与之配套的“培养+转化”两段式调控技术，大幅度提高了底物利用率和生产率，颠覆了甾体行业一直沿用的油水相传统技术体系，底物甾醇浓度达到50g/l(以往在20-30g/l)，转化率可高达95%，属国际先进水平。该项目在生物转化甾醇生产甾药中间体领域开辟了全新途径及技术，与国内外同类技术相比，解决了底物降解率高(15-20%)、副产物多(5-10%)、得率低(40-45%)等问题。如以雄甾烯酮AD为例，降解率降至5%，副产物降至2%，得率升至50%，而C22羟基孕甾HBC得率更是高达55%，每公斤中间体的生产成本下降20%左右；解决了大量使用豆油及有机溶剂的问题，避免了重污染，促进了过程节能、环保。国家查新机构及第三方评价认定，该技术发明具有国内外新颖性，达到国际领先水平。该项目已引起国际甾药巨头的关注，而该技术的中国企业产业化有望改变甾药生产行业的格局并引领行业发展。该项目获发明专利授权5项，实审2项(1项PCT)，发表相关SCI论文14篇，他引97次。该项目已有多个品种在江西鸿远制药有限公司和江苏佳尔科药业集团有限公司实现产业化，据不完全统计，近3年新增产值8.2亿元，新增利润1.4亿元，新增税收5583万元，出口创汇9534万美元。 |
