好牛產(chǎn)好奶，好的菌種才能生產(chǎn)高質量的抗生素。最近，記者從中科院上海有機化學研究所獲悉，科學家對我國紅霉素工業(yè)用生產(chǎn)菌種進行了遺傳改造，獲得重大突破，紅霉素的品質和產(chǎn)量明顯提高，生產(chǎn)過程更為環(huán)保。
　　
　　我國是世界上紅霉素的第一生產(chǎn)和出口大國，年產(chǎn)量超過7000噸。然而，國內目前使用的菌種生產(chǎn)效率偏低，相當部分產(chǎn)品由于純度的不足，制約了國產(chǎn)紅霉素出口和進軍更高端抗生素市場——紅霉素有效組分紅霉素A進一步加工成高附加值的衍生藥物后，其市場價格可提升數(shù)十至上百倍！同時，雜質的處理和由此帶來的分離純化等問題，也使企業(yè)在應對日益突出的環(huán)境污染方面面臨更大的壓力。
　　
　　成本高、品質低、污染大，國產(chǎn)紅霉素產(chǎn)業(yè)如何走出這個“怪圈”？關鍵之一就是菌種。
　　
　　如果把細菌看作奶牛，紅霉素就好像是細菌分泌出的乳汁。正如以前我們不明白乳汁是怎樣產(chǎn)生的，我們對發(fā)酵罐中的“細菌奶牛”如何產(chǎn)生紅霉素也不甚了了。上海有機所的科研人員通過分析紅霉素各組分的結構差異和相互轉化的化學本質，透視出了發(fā)酵罐中所發(fā)生的故事——原來，在“細菌奶牛”的體內，會產(chǎn)生一種紅霉素的前體D。這時，會有兩位“工人”來接手：一位“工人”是羥化酶，先把前體加工成紅霉素C，另一位“工人”甲基化酶再進一步把紅霉素C加工成人們需要的紅霉素A。盡管甲基化酶會優(yōu)先把紅霉素C加工成紅霉素A，可有時它也會急不可待地直接去加工前體D，結果就會產(chǎn)生有毒副作用的紅霉素B。
　　
　　明了了其間過程，剩下的活兒就有針對性了。科學家發(fā)現(xiàn)，在細菌體內，兩種“工人”的數(shù)量有一個“黃金比例”，在這個比例下，細菌所分泌出的紅霉素純度最高：作為雜質存在的紅霉素B和C幾乎完全被轉化成有效組分紅霉素A，進而有效提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。按這個比例改造菌種基因，能產(chǎn)優(yōu)質紅霉素的新菌種就誕生了。
　　
　　目前，該成果已在湖北東陽光生化制藥有限公司成功進行了放大和試生產(chǎn)。“環(huán)保也是重要方面。”項目負責人、中科院上海有機所研究員劉文說，“產(chǎn)品純度的提高可以明顯簡化下游的分離提取工藝，對保護環(huán)境有很大好處。”
　　
　　達到了優(yōu)質，科學家又想著高產(chǎn)。上海有機所的實驗室里已培育出了新一代菌種，其紅霉素產(chǎn)量能比傳統(tǒng)菌種有了顯著提高。“細菌也和奶牛一樣，吃下去的草并不都變成奶，還需要維持新陳代謝。”不過，他們通過改造基因，能使細菌把更多能量用于生產(chǎn)紅霉素。
　　
　　“超級細菌令人生畏，可這些‘專業(yè)’細菌卻幫了人類大忙。”劉文說，“第三代細菌將既高產(chǎn)又優(yōu)質。紅霉素生產(chǎn)菌種的改造理念在其它抗生素發(fā)酵生產(chǎn)中將有普遍的推廣意義，屆時將有更多、更好的‘細菌奶牛’誕生并服務于人類。”