左旋麻黄素半生物合成研究(Ⅰ)L-苯基乙酰基甲醇生物合成条件研究

目的 :对固定化Sc 5酵母菌细胞生物合成L PAC的最佳条件进行了系统研究。方法 :生物合成。结果和结论 :固定化Sc 5菌细胞生物合成L PAC的平均产量≥ 2 g·L-1,半衰期不低于 2 40h。

微生物转化生产L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)研究进展

L-苯基乙酰基甲醇(L-Phenylacetylcarbinol, L-PAC)在制药业中被用作前体来合成L-麻黄素(L-ephedrine)、D-伪麻黄素(D-pseudoephedrine),在医学上,麻黄素可用来治疗低血压和哮喘,并有利尿之功效[1].近些年有报道指出,L-麻黄素可用于减肥[2].另外,L-PAC还可以用于合成安非他明(amphetamine),苯丙胺和苯胺等药物[3].

L-苯基乙酰基甲醇分离纯化及性质研究

微生物转化液中 L-苯基乙酰基甲醇 (L- Phenylacetyl carbinol,L- PAC或 PAC)经乙醚萃取及两次硅胶柱层析纯化 ,精品平均收率为 3 0 .8% ,同时对 PAC的结构与性质进行了较全面研究 ,发现在室温下 ,高纯度 PAC能形成两种极性更低的新化合物 ,二者与 α萘酚均不产生紫红色反应 ,其中极性最低者能形成无色粗针状结晶。此外 ,考察了转化液中各种化学成分及微生物代谢产物对 PAC显色反应的影响 ,结果除 PAC外 ,转化液中任何成分与α萘酚均不显色。因此 ,转化液无需预处理 ,可直接澄清稀释进行测定 ,为控制 PAC生产过程提供了简便、快速而准确的测试方法。

高产苯基乙酰基甲醇菌株选育

研究发现 1 0种酵母菌株均可将苯甲醛转化为PAC ,且苯甲醛对所有酵母的最小抑制作用均在 0 .2 %～0 .4 %之间。采用温度、uV、DES、LiCI以及LiCI和uV联合诱变结果 ,获得 3个转化活力较高的变异株 ,其中变异株S .CarlebergensisCPU 950 7 4 3″连续接种培养五代并进行转化和测试 ,结果转化活力均较高 ,表明变异株遗传稳定性良好。

固定化酵母生产L－间羟基苯基乙酰基甲醇的研究

报道间羟基苯基乙酰基甲醇的高产酵母菌株筛选，并将其固定化，海藻酸钙包埋法比聚乙烯醇（ＰＶＡ）－海藻酸钙包埋法效果好，其浓度为１％，包埋量为３ｇ／１０ｍｌ。固定化细胞的最佳底物浓度、糖浓度和最佳反应时间与游离细胞一致，分别为１０ｍｇ／ｍｌ、１００ｍｇ／ｍｌ和６ｈ；但最适反应温度比游离细胞高５℃，为３０℃；最佳ｐＨ比游离细胞高１～２个ｐＨ单位，为ｐＨ６。固定化细胞能反复用于羟基苯基乙酰基甲醇生产５次。但在柱式反应器中，转化效率大大下降。固定化细胞在４℃时贮存３０ｄ活性基本上无损失。

响应面法优化微生物萃取转化制备L-苯基乙酰基甲醇的工艺

目的:优化微生物萃取转化制备L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)的条件。方法:以啤酒酵母萃取制备L-PAC。采用高效液相色谱法测定L-PAC浓度。以L-PAC浓度为响应值,通过Box-Behnken响应面法对苯甲醛、曲拉通(Triton)X-100和葡萄糖用量这3个主要因素进行考察,同时进行验证试验。结果:苯甲醛和Triton X-100之间的交互作用最为显著,最优因素组合为苯甲醛1.1%、Triton X-100 0.14 g/m L、葡萄糖0.028 g/m L;验证试验中L-PAC的平均浓度为28.04 mmol/L(RSD=1.35%,n=3),与预测值28.01mmol/L的相对误差为0.11%。结论:利用响应面法对微生物萃取转化制备L-PAC的条件进行了优化,得到了各因素的最优组合,可为大批量转化制备L-PAC提供有利参考。

裂殖酵母生物合成L-苯基乙酰基甲醇的研究

用裂殖酵母作为生物催化剂，催化苯甲醛与丙酮酸合成L苯基乙酰基甲醇（L-PAC），后者为合成L-麻黄素等多种药物的前体，转化反应的最佳温度为28℃，pH6．0，时间16h，苯甲醛用量160-200mmol／L，丙酮酸120～180mmol／L，LPAC产量可达15g／L。

丙酮酸脱羧酶催化合成L-苯基乙酰基甲醇的研究

用酵母的丙酮酸脱羧酶粗提物催化苯甲醛合成Ｌ－苯基乙酰基甲醇（Ｌ－ＰＡＣ），后者为合成Ｌ－麻黄素的前体。酶转化反应的最佳温度为１０℃，ｐＨ６．８，时间为５～６ｈ，酶用量７ｕ／ｍｌ，乙醇２．０ｍｏｌ／Ｌ，苯甲醛１５０～１８０ｍｍｏｌ／Ｌ，丙酮酸１５０～２００ｍｍｏｌ／Ｌ，转化液中Ｌ－ＰＡＣ浓度可达１４０ｍｍｏｌ／Ｌ。

两相体系中固定化细胞生物合成L-苯基乙酰基甲醇

目的生物合成L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)。方法在10%石油醚/水两相体系中,利用固定化酵母细胞生物合成L-麻黄素的重要中间体L-PAC。结果确定在最佳温度28℃,pH 6.46,活化时间30 min,反应时间10 h,苯甲醛浓度为3 mL/L,添加少量β-环糊精等的条件下,以2%海藻酸钙和10%聚乙烯醇为复合载体,生物合成L-PAC,产量可达8.34 g/L。结论为生物合成L-PAC提供了一种很好的方法。

生物转化法生产L-苯基乙酰基甲醇的研究进展

综述了L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)生物转化机理、菌种选育、转化体系选择、生产过程优化、下游处理等方面的研究进展.目前,主要采用具有高活性的丙酮酸脱羧酶的Saccharomyces属和Candida属菌株,以苯甲醛和丙酮酸为底物转化生产L-PAC.生成副产物和底物苯甲醛的毒性是限制产量提高的主要因素.通过菌株筛选和选育可减少副产物生成并提高菌株耐受性.通过控制及优化转化过程参数、分批补加底物、采取固定化细胞或固定化酶措施及建立适宜的两相转化体系,能有效提高产量.

L-苯基乙酰基甲醇的生物合成、分离纯化和鉴定

L-苯基乙酰基甲醇(L-phenylacetylcarbinol,L-PAC)是合成麻黄碱等药物的重要手性中间体。利用酵母生物催化法合成L-PAC;采用制备型高效制备液相色谱(RP-HPLC)纯化转化产物,获得高纯度的L-PAC(纯度>99%);采用紫外光谱、红外光谱、旋光、核磁共振及高分辨质谱等技术手段对分离产物进行了结构鉴定。

胶束溶液中微生物萃取转化合成L-苯基乙酰基甲醇条件的研究

对非离子表面活性剂胶束溶液中微生物萃取转化合成L-PAC的条件进行了优化研究,包括pH、TritonX-100、底物苯甲醛、湿酵母细胞量、葡萄糖、氮源和转化时间。最后确定最佳的转化培养基配方为:底物苯甲醛0.9%,TritonX-1007.8%,葡萄糖3%,湿酵母细胞量12%,pH5.2,转化时间为6h,不添加任何氮源。在此条件下,产物L-PAC的产量为45mmol/L(约7g/L)。

乳酸钠在生物合成L-苯基乙酰基甲醇中的应用

用乳酸钠作为丙酮酸的前体物质,生物合成L-苯基乙酰基甲醇(L-Phenylacetylcarbinol,L-PAC),控制NADH来抑制醇脱氢酶的活性降低副反应,提高酵母活细胞生物合成的L-PAC产量。实验结果表明,乳酸钠合成L-PAC的最佳反应条件为时间8 h,温度30℃,pH6.5,乳酸钠用量是22 mmol/L,L-PAC产量为12.3g/L。生产等量L-PAC所耗的丙酮酸为160 mmol/L,采用乳酸钠作为丙酮酸的替代品,可大幅度降低生产成本,并有利于工业化生产。

双酶法生物合成L-苯基乙酰基甲醇的研究

双酶偶联体系越来越受到人们重视,广泛应用于医药、食品等领域,是实现高效生物合成的重要方法。本文利用乳酸氧化酶(Lactate Oxidase,LOD)和丙酮酸脱羧酶(Pyruvatedecarboxylase,PDC)偶联构建双酶体系,催化乳酸钠和苯甲醛合成L-苯基乙酰基甲醇(L-Phenylacetylcarbinol,L-PAC),后者是合成L-麻黄素的重要中间体。转化反应的最佳温度为34℃,pH 6.8,转化时间6 h,苯甲醛用量160 mmol/L,乳酸钠用量330 mmol/L,葡萄糖用量3 g/100 mL,L-PAC产量达到8.79 g/L。在L-PAC的制备过程中,以廉价的乳酸钠代替丙酮酸大大降低了生产成本,缩短了反应时间,简化了操作步骤,有利于工业生产。双酶偶联体系为生物合成L-PAC提供了一个新的思路和新方法。

辛醇/水两相体系中生物合成L-苯基乙酰基甲醇的研究

利用酿酒酵母作为生物催化剂合成L-苯基乙酰基甲醇(L-Phenylacetylcarbiol,L-PAC)的过程中,通过加入有机溶剂(辛醇)形成两相体系,可改善底物和产物的溶解度,以减少对细胞内丙酮酸脱羧酶(PDC)的强烈抑制和钝化作用,从而促进L-PAC产量的提高。实验结果表明,两相体系合成L-PAC的最佳条件为活化60 min,苯甲醛的起始浓度940 mmol/L,丙酮酸钠的起始浓度460 mmol/L,葡萄糖的含量8%,水醇两相体积比为3∶1,且加入一定量的甘油时,L-PAC产量可达在醇相中24.1 g/L和水相中3.7 g/L,比单一水相体系高出1.8倍。

耐高浓度苯甲醛酵母菌的筛选

选择了6株酵母菌,对其耐受高浓度苯甲醛的能力做了对比性研究,并进行优选。结果表明:酿酒酵母SW-02和2.398经过诱导后可耐受0.8%浓度的苯甲醛。