2. Стероїди

В останні 30 років субстратна та стереоспецифічність ферментів як каталізаторів, знайшла широке використання у виробництві стероїдів, при здійсненні різноманітних реакцій (гідроксилювання, дегідратації, епоксидування, окиснення, відновлення, гідрогенізації, етерифікації, гідролізу ефірів, ізомеризації та ін.). Специфічність таких реакцій визначається або вибором певного виду мікрооганізмів, або хімічною модифікацією субстрату, що виключає інші реакції. Використання біотрансформації поряд з традиційними хімічними перетвореннями, дозволило одержувати більш простими і дешевими способами багато стероїдів, на основі стеролвмісної рослинної сировини. Саме завдяки цьому такі стероїди як преднізолон, декаметазон, тестостерон, естрадіол, сьогодні широко застосовуються в медицині. Перший запатентований процес мікробної трансформації стероїдів був розроблений у 1937 році, але запровадити його в промисловість вдалося лише у 1952 році. Це процес 11- гідроокиснювання прогестерону деякими видами грибів. На початковому етапі синтезу похідного стероїду – кортизону застосовують Rhizopus arrizus (хлібна пліснява).

СН₃

С=О

CH₃ О

О

СН₃

Дегідратація, відщеплення

бокової групи, розкриття кільця

О О

Прогестерон Дегідротестолактон

Гідроксилювання

CH₃

C=O

НO

О

Гідроксипрогестерон

Схожим чином був гідроксильований дезоксикортикостерон (для підвищення ефективності процесу використана хімічна модифікація - 6--метилювання ядра молекули для попередження небажаного гідроксилювання по 7 - положенню).

Більшість поступаючих у продаж стероїдів, що мають протизапальну дію - це похідні преднізолону. Цим визначається важлива роль процесів мікробного гідроксилювання кортикостерону (речовини Рейхштейна), і його похідних.

CH₂OH СН₂ОН СН₂ОН

C=O С=О С=О

OH ОН ОН

НО НО

Curvularia Arthrobacter

lunata simplex

O O О

Кортикостерон Кортизол Преднізолон

При модифікації отримують багато фармакологічно цінних кортикоїдів, гестагенів і анестезуючі засоби стероїдної природи. Це широкий спектр перетворень які здійснюються мікробами на основі стеролвмісної рослинної сировини. Друга важлива група сполук, модифікованих за допомогою мікроорганізмів являє андростани і естрани. Їх використовують у промисловому синтезі статевих гомонів і мінералокортикоїдних сполук.

Таблиця 1

Приклади застосування в клініці стероїдних препаратів

Стероїд

Захворювання

Глюкокортикоїди Кортизон Гідрокортизон Преднізон Преднізолон Дексаметазон Статеві стероїдні гормони Тестостерон Естрадіол Прогестерон

Захворювання крові: гемолітична анемія, гострий лейкоз, пригнічення кісткового мозку. Заміщення: адісонова хвороба Алергії: астма, екзема, анафілоксія Імуносупресія: наслідки пересадки органів Аутоімунні захворювання: червона волчанка, ревматоїдний артрит, вузликовий поліартериіт, височний артериіт. Інші: язвенний коліт, нефротичний синдром, саркоідоз. Заміщення: гіпогонадизм Гінекологічні захворювання: менопауза, дисменорея, ендометріоз, менорагія, оральні контрацептиви Інші: рак молочної залози, остеопороз.