色氨酸羟化酶2理性设计提高大肠埃希菌5-羟基色氨酸产量

色氨酸羟化酶(TPH)可催化色氨酸羟化为5-羟基色氨酸(5-HTP),是5-HTP生物合成过程中的关键酶。为了提高大肠埃希菌细胞工厂合成5-HTP的效率,通过酶的理性设计和定点突变技术构建了人色氨酸羟化酶2(TPH2)的系列突变体,并在高产L-色氨酸且含有TPH辅酶四氢生物蝶呤(BH_(4))合成与再生模块的大肠埃希菌中表达。发现适当降低酶和色氨酸、酶和BH_(4)间结合的氢键数目有助于提高5-HTP产量;酶和底物色氨酸结合情况不变,辅酶BH_(4)与酶间氢键数目越多,5-HTP产量越低。5-HTP产量最高的细胞工厂是由突变酶V195A/V197I构建的,5-HTP产量较野生酶构建的细胞工厂产量提高54%,1 L补料摇床发酵48 h,5-HTP产量达16.17 g/L。理性设计是提高TPH2酶活,突破5-HTP合成限速步骤的有效途径,TPH2和底物色氨酸、辅酶BH_(4)间氢键连接太多或太少都不利于其催化活性的发挥。

陶瓷超滤膜在5-羟基-L-色氨酸发酵产物提取中的应用

为提高5-羟基-L-色氨酸(5-hydroxy-L-tryptophan,5-HTP)提取分离效率,降低能耗和污染排放,选择陶瓷超滤膜应用于从发酵液中提取5-HTP的工艺,对陶瓷超滤膜的过滤条件进行优化.首先优选出适合的膜孔径为10 nm,进一步优化得到陶瓷超滤膜分离提取5-HTP的3个最优工艺参数:发酵液pH值3.5,跨膜压差0.75 MPa,料液过膜温度35℃.在此工艺条件下,5-HTP的透过率在92%以上,对游离蛋白质截留率达90%以上,满足进一步浓缩、结晶制备5-HTP的要求,达到了优化预期效果,为陶瓷超滤膜应用于从发酵液中工业化提取5-HTP提供了可靠依据.

中间体3-氯-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑的合成工艺研究

3-氯-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑是合成新型吡啶基吡唑类杀虫剂Tyclopyrazoflor(GF-3242)的关键中间体,按照优选出的合成工艺路线进行了中间体3-氯-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑的合成即以3-肼基吡啶盐酸盐作为起始物料进行环化和氯化反应得到产品3-氯-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑。通过对3-羟基-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑的合成工艺进行优化实验:3-肼基吡啶盐酸盐:丙烯酸甲酯=1∶2为最佳的物质的量比,6 h为最佳反应时间,55~60℃为最佳反应温度,收率最高为90.02%;对3-氯-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑的合成进行优化实验:3-羟基-1-(3-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑∶三氯氧磷=1:0.66为最佳的物质的量比,3 h为最佳反应时间,55~60℃为最佳反应温度,收率最高为85.08%。

农药中间体3-氯-4-氨基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑的合成工艺研究

3-氯-4-氨基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑是合成新型吡啶基吡唑类杀虫剂Tyclopyrazoflor(GF-3242)的关键中间体,以3-氯-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑作为起始物料进行硝化和还原反应得到产品3-氯-4-氨基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑。通过对3-氯-4-硝基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑的合成进行优化实验:3-氯-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑∶硝酸=1∶3为最佳的物质的量比,3h为最佳反应时间,收率最高为98%;通过对3-氯-4-氨基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑的合成进行优化实验,3-氯-4-硝基-1-(3-吡啶基)-1H-吡唑∶10%Pd/C重量比为1∶0.095为最佳重量比,0.3MPa为最佳反应压力,收率最高为98%。