耐酪氨酸冢村氏菌致导管相关血流感染1例

冢村氏菌是一种专性需氧、无动力、形态不规则的革兰阳性杆菌,弱抗酸染色阳性;主要存在于土壤、深海海绵以及活化淤泥中[1]。冢村氏菌临床感染相对罕见,近年来随着生物质谱鉴定和基因测序等技术的飞速发展,国外冢村氏菌引起的临床感染报道例数不断上升。冢村氏菌可在免疫功能低下患者中引起血流感染、眼部疾病、肺炎、心内膜炎、脑膜炎[2-7]等。

α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯水解酶产生菌发酵培养基的响应面优化

对耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105菌株生物拆分外消旋体α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸的发酵培养基进行优化,以提高其产酶活力.首先考察了碳源和氮源对菌种产酶活力的影响,并通过Plackett-Burman实验得出影响该菌株产水解酶的最主要因素为酵母粉质量浓度和初始pH值.继而采用中心组合实验并结合响应面分析优化发酵培养基组成,确定了最佳的酵母粉质量浓度为12.1g/L,最佳的初始pH值为7.06.在优化的条件下酶活力可达1 024.6U/mL,较优化前提高了67%,表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高该菌株产酶活力的有效途径之一.

生物拆分制备(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸工艺研究

耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105可选择性催化(R,S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯生物拆分制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸.通过单因素实验和响应面法对菌株产酶培养条件进行优化,并考察含酶静息细胞催化制备(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸的反应过程.结果表明:最优产酶培养条件为装液量30%,接种量4%,发酵36h;培养基组成为葡萄糖17.70g/L,酵母膏16.53g/L,NH4Cl 9.5g/L,K2HPO42g/L,KH2PO41g/L,NaCl 0.6g/L,MgSO4·7H2O 0.5g/L,初始pH值7.32.在优化条件下,酶活力为19.33U/g,细胞干重达4.13g/L,分别较优化前提高了32.6%和60.1%.当细胞加量为30g/L,底物浓度60mmol/L,反应体系为300mL,拆分24h后,产率和ee值分别为48%和99%,(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸浓度达28.8mmol/L,较优化前提高了32.1%.

利用纤维床生物反应器制备左乙拉西坦关键手性中间体

利用纤维床生物反应器固定耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸.考察了载体的化学修饰、缓冲液pH和离子强度等对棉纤维载体吸附细胞的影响,确定了最优的菌体吸附条件;在此基础上研究了纤维床生物反应器细胞动态吸附动力学以及利用纤维床生物反应器固定化细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸反应的过程曲线、细胞负载量对产率和ee值的影响,继而,考察了纤维床反应器中固定化细胞的重复利用性能.结果表明:在1.115mol/L,pH7.0的磷酸钾缓冲液中,以聚乙烯亚胺修饰棉纤维为固定化载体,细胞最大吸附量可达185mg/g;细胞在纤维床生物反应器上的动态吸附符合一级动力学,动力学方程为Ln(C/C0)=-0.947t;以细胞负载浓度为50g/L的纤维床生物反应器进行不对称水解反应,反应36h后产率和ee值分别为43.2%和98.2%,且纤维床反应器固定化细胞具有一定的重复利用性能.研究结果为纤维床反应器与发酵罐偶联进行半连续化制备左乙拉西坦手性中间体奠定了一定的理论基础.