Abstract A microbial catalysis is an effective tool for steroid structural modifications allowing generating the compounds which may be difficult to obtain by conventional synthetic methods. Selected fungal strains of Ascomycota and Zygomycota divisions (totally, 75) representing different phyla were screened for their activity toward 3β-hydroxypregn-5-ene-20-one (pregnenolone) focusing on the production of 11α-hydroxyprogesterone. Along with the ability to catalyze 7α-, 7β- and 11α-hydroxylation which was revealed for some representatives of Pleosporaceae, Trichocomaceae, Hypocreaceae, Clavicipitaceae, Microascaceae, Cunninghamellaceae, Mucoraceae and Phycomycetaceae families, micromycete strains belonging to Acremonium, Aspergillus, Curvularia, Rhizopus, and Scopulariopsis genera were selected capable of modifying 3β-ol-5-ene- to 3-keto-4-ene moiety, - this reaction being rather uncommon for fungi. The ability to catalyze double hydroxylation of pregnenolone at positions 7β and 11α by some tested micromycetes was revealed for the first time. Sustainable and high-efficient single-stage production of 11α-hydroxyprogesterone (up to 70%) from pregnenolone which was hitherto unreported was reached with the strain of Aspergillus niger VKM F-212 under the optimized conditions. The results demonstrate a highly diverse biocatalytic potential of fungal strains towards pregnenolone, reveal the existence of novel active biocatalysts that can be exploited for the synthesis of high-value hydroxysteroids and expand knowledge on structural modifications of steroid molecules in lower eukaryotes.

中文翻译：

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选定丝状真菌对孕烯醇酮的生物催化修饰

摘要 微生物催化是一种有效的类固醇结构修饰工具，可以生成传统合成方法难以获得的化合物。筛选了代表不同门的子囊菌门和接合菌门的选定真菌菌株（总共 75 个）对 3β-羟基孕-5-烯-20-one（孕烯醇酮）的活性，重点是产生 11α-羟基孕酮。除了催化 7α-、7β- 和 11α-羟基化的能力外，这还揭示了一些代表的 Pleosporaceae、Trichocomaceae、Hypocreaceae、Clavicipitaceae、Microascaceae、Cunninghamellaceae、Mucoraceae 和 Phycomycetaceae 科、微丝菌属、曲霉属、曲霉属, 选择了能够将 3β-ol-5-ene- 修饰为 3-keto-4-ene 部分的 Scopulariopsis 属，这种反应对于真菌来说相当罕见。首次揭示了一些测试微菌在 7β 和 11α 位催化孕烯醇酮双羟基化的能力。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止尚未报道的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。- 这种反应对于真菌来说是相当罕见的。首次揭示了一些测试微菌在 7β 和 11α 位催化孕烯醇酮双羟基化的能力。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止尚未报道的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。- 这种反应对于真菌来说是相当罕见的。首次揭示了一些测试微菌在 7β 和 11α 位催化孕烯醇酮双羟基化的能力。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止从未报道过的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。首次揭示了一些测试微菌在 7β 和 11α 位催化孕烯醇酮双羟基化的能力。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止尚未报道的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。首次揭示了一些测试微菌在 7β 和 11α 位催化孕烯醇酮双羟基化的能力。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止尚未报道的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止尚未报道的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。使用黑曲霉 VKM F-212 菌株在优化条件下实现了迄今为止从未报道过的孕烯醇酮可持续高效单阶段生产 11α-羟基孕酮（高达 70%）。结果表明真菌菌株对孕烯醇酮具有高度多样化的生物催化潜力，揭示了可用于合成高价值羟基类固醇的新型活性生物催化剂的存在，并扩展了对低等真核生物中类固醇分子结构修饰的认识。