[01776596]糖药物筛选关键技术研究

糖与蛋白质和核酸构成生命三大物质,大量研究表明,糖在免疫调节、抗菌、抗肿瘤、抗凝、抗血栓、抗氧化,抗老年痴呆、防辐射、促进肠道有益细菌生长多个领域都显示出了潜在的应用价值。作为糖产业链的高端产品,糖药物也成为国家和山东省重点支持的研究方向。山东省国民经济和社会发展“十二五”规划指出,重点发展新能源、新材料、新信息、新医药和海洋开发等五大产业。糖药物作为新医药的重要组成部分,海洋糖药物作为海洋开发的重要组成部分,成为十二五规划中被重点支持的对象。近些年来,以糖类化合物的结构与功能研究为重点的糖工程被认为是继蛋白质工程、基因工程后生化与分子生物学领域中又一个巨大的科学前沿。“糖药物筛选关键技术研究”是山东省科技厅批准的山东省科技重大专项（重大关键技术）项目,项目以糖药物等高附加值糖产品为开发对象,针对行业发展的前沿技术进行攻关,建立糖药物发酵、糖药物合成、糖药物纯化和清洁生产、糖药物分析等多元化集成的技术体系,形成高品质糖药物的产业示范,打造高附加值糖药物的战略高地,推动糖药物产业由低水平加工制造向创新引领型高端产业链的转变。 性能指标:建立了国际首个基于单细胞拉曼光谱技术对糖代谢/合成遗传资源进行高通量筛选的方法,建立了适用于产糖菌株的基因改造平台,获得3种多糖产品的高产基因工程菌株,糖产量平均提高22.3%;新发现11种新型糖加工酶并完成28种糖加工酶的工具化改造,获得44种纯度均大于99%的肝素寡糖先导化合物;采用液化蒸发一体化技术、连续离交技术、模拟移动床色谱分离技术、纳滤膜技术等先进工业化设备和工艺,既提高了产品的质量,又减少了能耗和污染,其中废母液中糖类物质回收率高达98%,离交再生废液中酸碱回收率高达77.65%和75.93%,实现了清洁化生产;建立了全面高效的寡糖制备纯化技术体系和分析检测技术体系,制备得到结构明确的海洋寡糖标准品99个;完成了黄原胶注射液临床前研究,新型肝素抗凝剂的成药性研究和抗肿瘤新药黑根霉多糖的药效学研究。 应用情况：本项目已建成年产10吨黄原胶原料药中试生产线1条、年产20吨普鲁兰糖中试生产线1条、年产100吨透明质酸工业生产线1条、年产3000吨药用果糖生产线1条、年产5000吨高纯度低聚异麦芽糖生产线1条、年产1000吨高纯度低聚果糖生产线1条、年产2000吨海藻糖合酶生产线1条、年产1000吨木糖生产线1条。项目实施期间,新增产值超2.5亿元,新增利税超5000万元。 技术的创造性与先进性：（1）利用诱变育种、基因工程育种和糖代谢相关的酶与菌株资源的高通量筛选技术相结合的方法进行多糖药物生产菌株改造,得到性状优良、遗传稳定的突变株。（2）获得具有自主知识产权的硫酸软骨素外切酶基因序列并实现其在大肠杆菌中的高效重组表达,获得全新的重组硫酸软骨素外切酶。（3）开展硫酸软骨素外切酶、硫酸软骨素内切酶、重组肝素合成酶、海藻糖合酶的改性研究,提高糖酶的活性和稳定性。（4）开展两亲性酸软骨素、不同修饰的肝素寡糖与新型肝素抗凝剂的制备工艺研究和药物作用机理研究。（5）对糖药物纯化精制工艺进行改进,通过引入新技术以及对多种常用于纯化的单元操作进行组合筛选,实现高纯度糖产品的分级精制,并实现清洁生产。（6）对海洋寡糖的高效分离纯化技术、结构与序列分析技术和质量检测与控制技术进行集成,建立海洋寡糖标准品的规模化制备技术体系,并对海洋寡糖标准品的工艺流程设计、设备选型匹配等产业化技术方案进行研究,建立寡糖新产品的研发技术公共服务平台。（7）利用现代色谱、光谱技术与传统化学方法结合,对黄原胶、新型肝素抗凝剂、肝素寡糖进行结构确证,并结合双糖分析技术,建立肝素寡糖的快速鉴定与分析技术。（8）开展治疗骨关节炎的黄原胶注射液、调脂抗炎的两亲性硫酸软骨素、抗凝药物新型肝素抗凝剂、抗炎药物肝素寡糖和抗肿瘤药物黑根霉多糖的成药性研究。 历年成果及获奖情况：项目共申请专利57项,其中发明专利50项;授权专利35项,其中发明专利28项;申请并获授权软件著作权2项;发表论文65篇,其中SCI论文55篇;编写专著7部;修订国家标准1项,制定并备案企业标准5项;申报国家科技进步奖1项,获中国商业联合会科学技术进步奖一等奖1项,获省级科技进步二等奖1项;修订国家标准1项,起草国家标准草案2项,备案企业标准5项。