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在医药行业中甾体类药物是第二大类药物,产量仅次入抗生素,在医疗领域中有十分广泛的应用。在生产甾体类药物的过程中,需要对甾体母核上的多个基团进行结构改造。甾体激素类药物重要中间体雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)或雄甾-1,4-二烯-3,17-二二酮(ADD)是通过微生物降解植物甾醇侧链得到的,大部分甾体激素类药物都可以以ADD或AD为起始原料进行生产。在微生物转化甾体化合物制备甾体药物的过程中,其中最重要的反应之一是C11α羟基化作用,此反应可以在ADD或AD母核的C11α位上引入一个羟基,使甾体药物的抗炎活性显著提高。本课题首先对分枝杆菌mycobacteriumMF006降解植物甾醇制备ADD进行了研究,确定了最佳转化条件为：发酵液初始pH为7.0,发酵温度为30℃,分枝杆菌的接种量为10%,微生物转化时间为144h。为了增加底物的溶解度,本实验用了几种有机溶剂其中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)可以使植物甾醇的转化率达到50.34%：当表面活性剂磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)与植物甾醇摩尔比为2：1时,植物甾醇的转化率达到88.79%；为了研究磺丁基-β-环糊精与植物甾醇之间的作用机制,我们选用了植物甾醇中的p-谷甾醇做了进一步的研究,傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)的实验结果表明,β-谷甾醇与磺丁基-β-环糊精之间形成了包埋物。其次,对赭曲霉Aspergillus ochraceusMF007羟基化ADD制备11 α-羟基雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(11α-OH-ADD)进行了研究,确定了羟化实验最佳葡萄糖浓度为20.0g/L,玉米淀粉浓度为9.0 g/L；微生物转化条件为：赭曲霉接种量为10%,转化温度为28℃。在此研究的基础上,对以植物甾醇为底物,分枝杆菌和赭曲霉两种微生物混菌发酵制备11α-OH-ADD进行了研究,优化了混菌发酵的转化条件：温度为30℃,初始pH为7.0,赭曲霉接种量为20%,赭曲霉接种时间为48h。最后,为了研究纳米空心球材料(OSHS)在混菌发酵体系中对提高甾醇转化率的作用机理,我们选择了植物甾醇中的一种β-谷甾醇进行了研究,实验结果表明添加纳米空心球材料可以提高β-谷甾的微生物转化率,β-谷甾醇的浓度为1.0g/L时,产物11α-OH-ADD的含量达到0.631g/L,转化率为87.11%,与不添加纳米空心球材料相比,β-谷甾醇的转化率提高了28.44%。扫描电子显微镜分析(SEM)表明纳米空心球材料与分枝杆菌表面紧密接触,傅里叶变换红外光谱分析和热重分析(TGA)表明β-谷甾醇与纳米空心球材料之间形成了吸附包埋物,通过热重分析可知纳米空心球材料的吸附能力为0.22g/g。