泰樂菌素發酵工藝中雜質DMT的研究

劉鵬 劉萬禮 郭佳 王鴻發

摘要：目的：研究泰樂菌素發酵中的雜質DMT在一定程度上對放罐組分A含量的影響。方法：通過高效液相色譜檢測組分含量變化，并對雜質DMT的結構及生物合成通路進行理論分析。結果：雜質DMT亦稱脫阿洛糖泰樂菌素，是由于生物合成通路中阿洛糖基轉移酶的活性過低或阿洛糖的底物濃度過低，產生的一種代謝副產物;放罐時DMT的面積含量為1.7%。結論：在發酵過程中可以通過添加相應基礎料來提高阿洛糖的底物濃度，或通過細化工藝調控來提高阿洛糖基轉移酶的活性，進而保證生物合成路徑正常進行，提高泰樂菌素放罐組分，為后提煉產品的質量和產量奠定了一定的數據基礎。

關鍵詞：泰樂菌素 ;雜質DMT;阿洛糖;放罐組分

泰樂菌素（Tylosin，簡稱TL） 又稱泰樂霉素，是一類十六元大環內酯類抗生素，由弗氏鏈霉菌（S.fradiae）發酵代謝產生 [1-3]，天然TL中含有四種具備生物活性的組分，即A、B、C和D（圖1）。由于泰樂菌素具備抗菌譜廣、生物利用度高和促生長等優勢，被廣泛應用于畜牧業中的支原體疾病治療和飼料添加劑[4]。

目前，泰樂菌素發酵中的雜質DMT在一定程度上影響放罐組分A含量，仍是現今社會研究的熱點方向之一。因此，本論文通過研究分析發酵中的雜質DMT變化對放罐組分A的影響，來指導調控發酵工藝過程。

1. 器材與試劑

器材：高效液相色譜儀、分析天平、布氏漏斗、無油隔膜真空泵、燒杯、玻璃棒和濾紙。

試劑：泰樂菌素發酵液、高氯酸鈉溶液、乙腈溶液和純化水（所有有機試劑均為分析純）。

2.方法與內容

方法：采用C18（4.6×150 mm，5μm）色譜柱;流動相A：0.5 mol/L高氯酸鈉溶液、流動相B：乙腈，以A-B混合流動相進行梯度洗脫;流速為1.5m L/min;檢測波長為290nm[5]。

內容：隨機選3批泰樂菌素發酵液作為實驗樣本進行數據統計分析，分別取127h、158h、164h和放罐時的四個時間段樣品，用高效液相色譜法檢測其組分和雜質DMT含量。

3.結果與分析

3.1含量分析

以EP9.0的檢測方法為標準，雜質DMT的相對保留時間為0.51，組分C、組分B、組分D和組分A的相對保留時間分別為0.55、0.69、0.83和1.00，具體含量如表1所示：

根據表1結果顯示，從組分C轉化到組分A的過程中，組分C的面積含量由31.1%轉化為0.0%，組分A的面積含量由58.0%轉化為86.8%;組分B和組分D的面積含量呈遞增趨勢;雜質DMT的面積含量呈遞減趨勢;并且，放罐時組分A面積含量較高的批數，所對應的雜質DMT面積含量也相對較低。

根據圖 2 結果顯示，從轉化開始到放罐時，組分C的面積含量逐漸降低至0.0%，組分A的面積含量逐漸遞增，表明C組分轉化至A組分相對較為徹底;組分B和組分D的面積含量呈遞增趨勢，雜質DMT的面積含量呈遞減趨勢，說明在生物合成通路中，雜質DMT在一定條件下會轉化至組分中去，從而提高產品的放罐質量。

3.2 結構分析

雜質DMT是一種泰樂菌素代謝產物，具體化學結構如圖3所示：

根據圖3結構顯示，雜質DMT在泰樂菌素的基礎上只脫掉一個阿洛糖，碳霉糖未脫落，說明雜質DMT是生物合成通路中產生的代謝副產物。

3.3 代謝通路分析

泰樂菌素的生物合成途徑主要是在大環內酯的基礎上，接上了三個糖基：泰內酯在碳霉胺糖基轉移酶的作用下生成碳霉胺糖-泰內酯，碳霉胺糖-泰內酯在阿洛糖基轉移酶的作用下生成碳霉胺糖-阿洛糖-泰內酯，碳霉胺糖-阿洛糖-泰內酯最終在碳霉糖基轉移酶的作用下生成泰樂菌素A，即泰樂菌素。

雜質DMT是脫阿洛糖泰樂菌素，在泰樂菌素的生物合成過程中，碳霉胺糖-泰內酯正常應該在阿洛糖基轉移酶的作用下生成碳霉胺糖-阿洛糖-泰內酯，但是并未這樣進行生物合成，而是在阿洛糖基轉移酶的作用下生成雜質DMT，即碳霉胺糖-碳霉糖-泰內酯。因此，說明在碳霉胺糖-泰內酯合成后，可能由于阿洛糖基轉移酶的活性過低或阿洛糖的底物濃度過低，致使未能合成碳霉胺糖-阿洛糖-泰內酯，而是合成了碳霉胺糖-碳霉糖-泰內酯（雜質DMT）。

4. 小結

本論文主要研究了泰樂菌素發酵中的雜質DMT在一定程度上對放罐組分A含量的影響。初步推斷：泰樂菌素放罐時，雜質DMT的面積含量是隨泰樂菌素組分的含量增加而降低，充分表明雜質DMT的含量降低在一定程度上可以提高泰樂菌素的含量。雜質DMT亦稱脫阿洛糖泰樂菌素，是由于生物合成通路中阿洛糖基轉移酶的活性過低或阿洛糖的底物濃度過低，產生的一種代謝副產物。因此，在發酵過程中可以通過添加相應基礎料來提高阿洛糖的底物濃度，或通過細化工藝調控來提高阿洛糖基轉移酶的活性，進而保證生物合成路徑正常進行，提高泰樂菌素放罐組分，為后提煉產品的質量和產量均奠定了一定的數據基礎。

參考文獻：

[1]閔勇， 劉曉艷， 楊自文， et al. 泰樂菌素及其衍生物研究進展[J]. 知識經濟， 2010（01）：127-128.

[2]劉鵬， 徐雪風， 陸建中， et al. 泰樂菌素高產菌株誘變選育[J]. 當代化工研究， 2019，000（015）：P.111-112.

[3]徐紹玉， 于新令， 劉祎禎，等. 泰樂菌素提取過程中乙酸丁酯回收方法的研究[J]. 山東化工， 2013， 42（12）：47-49.

[4]徐紅梅. 泰樂菌素高產菌株的推理選育及發酵工藝優化[D]. 華東理工大學， 2013.

[5]任玉琴， 裘丞軍， 吳望君. HPLC法同時測定磺胺二甲嘧啶含量和泰樂菌素組分[J]. 中國獸藥雜志， 2018（7）：64-71.

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