林可霉素类抗生素
阙新桥 2011-12-18
L/O/G/O
目录
1 概述 2 菌种选育 3 发酵条件优化 4 林可霉素的提取
37.1 概述
林可霉素是美国普强公司研究所在1962年从美 国尼布拉斯州林肯市附近土壤中分离到的一种链霉 菌──林可链霉菌林可变种所产生的抗生素。因为 林可霉素与已知的抗生素类药物不会表现出交叉耐 药性，及毒副作用较低，很快发展成为临床应用上 的主要抗生素。
化学结构
主要有两部分组成：
半乳糖辛吡喃苷和丙基脯氨酸
林可霉素类抗生素
作用机制：
不可逆结合到细菌核糖体50S亚基，阻断转肽作 用，抑制蛋白质的合成，属快效抑菌剂。有研究表明， 因为林可酰胺与L-Pro-Met-tRNA和脱乙酰tRNA的3’ 端相似，阻碍了蛋白质合成的延伸。
抗菌活性：
林可霉素主要对革兰氏阳性菌有效，特别是金葡菌、 链球菌、肺炎球菌等有良好抑菌作用。主要应用于呼 吸道感染、慢性骨髓炎、脑膜炎等病原菌感染疾病。
3.离子交换法 林可霉素是碱性化合物，当pH<pKa时能解离成正离
子，故可采用阳离子交换树脂进行提取。
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①可降低高磷培养基中的溶磷值，使菌体生长趋于缓慢，且 可抵消高磷对林可霉素生物合成酶的阻遏作用；
②由于营养源（如氨氮）的制约，控制一定氮的极限值，能 提高其比生产率。
37.4 林可霉素的提取
1.溶剂萃取
林可霉素盐酸Leabharlann 在室温下易溶于水，而游离碱在许 多有机溶剂中溶解度很大，可成功的采用溶剂萃取 法进行提取，将林可霉素在碱性条件下转入有机溶 剂中，然后再反萃取到酸性水相。
选择适宜的有机溶剂：与水的互溶度小，对林可霉 素的溶解度大，并具有较好的选择性，如丁醇、二 氯乙烷、氯仿等。同时应注意pH的调节，如丁醇萃 取，在pH为10左右，林可霉素在丁醇与水之间分配 系数达到最大值。
2.吸附法 林可霉素的碱性基团pKa值较小，当它以游离碱形式
存在时，极性较弱，水中溶解度小，故可用吸附法提 取，即依靠范德华力，林可霉素以游离的分子状态吸 附到吸附剂表面。
4.基因工程定向育种
利用基因工程技术，根据生产需要改造坑生 素生物合成基因簇，如插入强启动子或阻断某个 基因的表达，从而获得所需的工程菌。
基因工程定向育种流程
载载载载载载
启动子
LmbQ
载载载载载 载载载载 载载载载
交换臂1
交换臂2
载载载载载载载
载载载载载 载载载载载载载载载载载载载
林可霉素A的生物合成途径代谢图
素产率。
3. 合成培养基
➢ 在合成培养基中单独加入硫源（K2SO4）而不与其它微
量金属配合，或仅有微量金属缺乏硫源时，均不能提 高效价。
➢ 在含硫源20mg％条件下比较亚铁离子、锌、镁、锰离
子的作用，结果是镁缺乏时大大影响发酵单位，除锌 外，其它微量金属影响较小。
➢ 若加入的氮源能导致发酵液pH呈碱性，则对林可霉素
5. 氨氮、镁盐、磷酸盐的相互作用与调节
据文献载，林可霉素发酵时增加氨氮过多，对菌的生长 没有影响，但往往不合成林可霉素。镁盐增多，林可霉素产 率可提高。磷酸盐对生长有利，但过多对林可霉素合成不利。 若上述三者共存，且镁盐浓度较高时，在一定条件下，会产 生共沉淀，并在显微镜下能观察到小粒结晶，为 NH4MgPO4﹒6H2O之晶状复盐。此复盐至少有两种效应：
利用物理或化学的方法使得DNA的产生突变， 随机性的筛选获得所需的突变菌。
2.原生质体融合
通过两种具有互补性质的菌的原生质体融合， 从而达到基因重组的目的，获得具有两种菌株的 优良性状的杂交菌。
3.代谢产物控制育种
在生物化学和遗传学的基础之上，通过诱变 育种打破或者绕过微生物的正常代谢，获得有利 代谢产物大量合成积累的菌种。
L-酪氨酸
林可霉素A
5-磷酸木糖 6-磷酸葡萄糖 7-磷酸景天庚酮糖
4-磷酸赤藓糖 8-磷酸辛酮糖
丙基脯氨酸
D-半乳糖辛吡喃苷
37.3 发酵条件的优化
1. 通气、搅拌的影响 发酵时单纯通气主要为气液间质的传递，而搅拌则主要
为液固间质的传递。林可霉素菌发酵时，液固间质的传 递是影响林可霉素生物合成的主要因素，低搅拌速度下 发酵单位仍极低；提高搅拌转速时林可霉素发酵单位上 升。林可霉素产生菌的呼吸强度强，同一菌种在摇瓶中 培养的林可霉素产率低于发酵罐。
2. 玉米浆、无机氮、硫源的影响
➢ 玉米浆所含氮的形式不同，对林可霉素发酵单位有影
响，氨基氮（NH2－N）较优于铵氮（NH4+－N）， 玉米浆中氨基氮稍高无甚影响，而铵氮含量高时则抑 制效价增长。
➢ 加入无机氮时，KNO3比NH4Cl效果好。 ➢ 玉米浆培养基中添加硫源（K2SO4），则可提高林可霉
37.2 菌种选育
产生菌简介：
林可霉素产生菌是一株链霉菌，命名为林可链霉菌林 可变种。 形态特征：气生菌丝主要颜色为白色粉红色奶油色。 孢子链为直丝波曲形，含10～15个或更多的孢子，孢 子表面光滑。而营养菌丝则随培养基的不同，呈现不同 的颜色，一般为黄色黄褐色。
菌种选育的几种方法：
1.诱变育种
合成有利。如加入NH4NO3或KNO3时，发酵液转为碱 性，促进了林可霉素的生物合成。
4. 磷酸盐的影响
磷酸盐对菌丝生长有利，过多则对林可霉素合成不利。
无机磷酸盐对林可霉素产生菌的初级代谢转向次级代 谢具有较强的抑制作用，磷酸盐的耗尽与RNA合成的 减少引发了次级代谢的开始，因此产生菌对数生长期 补入适量磷则抑制林可霉素合成，而在生产期开始后 补磷则不影响林可霉素的生物合成。