膜技术在酶法生产L-色氨酸中去除蛋白质和色素的应用研究

目的用超滤-纳滤膜分离法去除L-色氨酸酶法转化液中的蛋白质和色素。方法 L-色氨酸转化液经适当处理后,输入超滤膜和纳滤膜设备,分别收集输出的清液和浓液,然后检测其透光率并用加入碱或乙醇方式,检查转化液中蛋白质、色素的去除效果。结果在转化液pH调节至5.5～6.0、温度控制在20～25℃的膜分离工艺条件下,经超滤-纳滤输出的清液,加入碱或乙醇无蛋白质析出,透光率达85%以上,比使用活性炭脱色处理的滤液高2.7倍。结论膜分离法去除转化液中蛋白质和色素的效果明显优于传统的絮凝剂沉淀蛋白质和活性炭脱除色素,从而为酶法生产L-色氨酸提供了一条绿色、先进的纯化工艺。

酪氨酸酚裂解酶及其在L-酪氨酸酶法合成中的应用

L-酪氨酸是目前仍采用酸水解法生产的少数氨基酸之一,应用酶法取代水解法生产L-酪氨酸是近年来氨基酸工业的研究热点之一。本文对酪氨酸酚裂解酶的结构、机制及应用进行了综述,为酶法生产L-酪氨酸及其衍生物提供参考。

抗菌剂吉米沙星支链的合成研究进展

吉米沙星是一种新型喹诺酮类抗菌剂,其支链是影响其药效的最重要部分,对药理活性有决定性影响。文章综述了吉米沙星支链的合成方法,并对各种方法进行比较分析,总结出各自的优缺点。采用氧化剂法合成吉米沙星支链,反应条件温和,总收率最高可达39.6%,三废污染少。此工艺中的中间体3(4-氰基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-酮)还原成中间体4’(4-氨甲基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-醇)时,宜采用硼氢化物―氯化盐为还原剂;中间体5’(4-(N-叔丁氧羰基)氨甲基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-醇)氧化成中间体6(4-(N-叔丁氧羰基)氨甲基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-酮)时,宜采用Jones试剂为氧化剂,收率及纯度高,易于操作。

4-(N-叔丁氧羰基)氨甲基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-醇的合成

[目的]改进4-(N-叔丁氧羰基)氨甲基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-醇的合成工艺。[方法]以4-氰基-1-(N-叔丁氧羰基)吡咯烷-3-酮为原料,经硼氢化钠、漆原钴催化加氢还原、氨基保护"一锅法"制得目标化合物。[结果]改进的工艺采用漆原钴催化加氢代替原来的氢化铝锂还原,总收率由原来的75%提高至88%,结构经1HNMR确证。[结论]该工艺操作安全,适用于工业化生产。

色氨酸酶的催化功能及其在L-色氨酸酶法合成中的应用

色氨酸酶是一种依赖磷酸吡哆醛的多功能酶,由相同的4个亚基组成,每个亚基含有一个磷酸吡哆醛结合位点,催化活性需要NH4+或K+存在。它不仅能催化L-色氨酸的分解,而且能催化一系列α,β-消去反应和β-取代反应。其催化机制主要包括外部醛亚胺的形成和醌型中间物的生成。在高浓度底物条件下,色氨酸酶能催化丙酮酸、吲哚和氨合成L-色氨酸。通过β-取代反应,色氨酸酶催化L-丝氨酸、L-半胱氨酸合成L-色氨酸,这为酶法工业化生产L-色氨酸提供了重要途径。此外,色氨酸酶在制备硫醇类香料化合物中也发挥重要作用。

清酒酵母(Saccharomyces sake)WQ3发酵制备S-腺苷甲硫氨酸的研究

从4株清酒酵母中筛选获得S-腺苷甲硫氨酸(SAM)积累量较高的WQ3,对该菌株发酵生产SAM的培养条件和分离纯化进行了研究。通过正交试验,得到的优化培养基组成为:蔗糖8%、胰蛋白胨1.2%、L-甲硫氨酸1%、酵母提取物0.75%、MgSO4.7H2O 0.03%、KH2PO40.4%,优化后摇瓶发酵SAM产量可达到2.67 g/L,比优化前提高了19.7%。通过高氯酸破壁、大孔阴离子交换树脂脱色以及大孔阳离子交换树脂分离小分子化合物,SAM分离纯化的总回收率为69.2%。

D-赖氨酸盐酸盐的制备研究

目的:从L-赖氨酸盐酸盐制备D-赖氨酸盐酸盐。方法:经L-赖氨酸盐酸盐消旋制得的DL-赖氨酸,以L-酒石酸为手性拆分剂,生成D-赖氨酸-L-酒石酸盐,再经无机酸钙沉淀L-酒石酸,制得D-赖氨酸盐酸盐。结果:DL-赖氨酸与L-酒石酸反应适宜的摩尔比为1∶0.8,反应温度为60～70℃。碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙分离D-赖氨酸的收率分别为34.6%,34.0%和33.9%,含量分别为85.7%,90.3%和90.6%。纯化后的D-赖氨酸盐酸盐产品,其含量和光学纯度均达99%以上。结论:用L-酒石酸拆分DL-赖氨酸是可行的,用无机酸钙分离D-赖氨酸与L-酒石酸是有效的。

半胱氨酸脱硫酶的生化特性及其脱硫作用机制

半胱氨酸脱硫酶是一类依赖磷酸吡哆醛的酶,为同质二聚体,能催化L-半胱氨酸脱硫生成L-丙氨酸和硫。NifS首先在棕色固氮菌中发现,并被认为在固氮酶铁硫簇的形成中起重要作用。NifS同系物也存在于许多非固氮的原核及真核生物中,它们在分子质量、分光光度特性、底物选择性、氨基酸序列和生物学功能等方面非常相似。根据氨基酸序列的相似性,将NifS同系物分成二组,Ⅰ组包括NifS和IscS等,Ⅱ组包括CSD和CsdB等。半胱氨酸脱硫酶均具有保守的赖氨酸和半胱氨酸残基,前者与PLP形成Schiff碱,后者参与半胱氨酸过硫化物中间物形成。半胱氨酸脱硫酶的作用机理涉及半胱氨酸残基亲核攻击底物L-半胱氨酸上的巯基,形成与酶结合的半胱氨酸过硫化物中间物,该过硫化物中间物作为供硫体,参与生物素、硫胺素、钼碟呤以及铁硫簇、硫代核苷等含硫分子的生物合成。

酶法生产L-丝氨酸的分离纯化

目的:用膜分离和离子交换技术分离纯化转化液中的L-丝氨酸。方法:以膜过滤去除菌体、蛋白质和色素,离子交换获得纯L-丝氨酸溶液,经反渗透膜浓缩制备L-丝氨酸。结果:用陶瓷膜去除菌体,氨基酸损失率为0.84%。除菌体后的转化液经超滤-纳滤输出的清液,加入碱或乙醇无蛋白质析出,透光率达90%以上,是活性炭脱色处理后滤液的2.5倍,氨基酸损失率为7%。L-丝氨酸与甘氨酸的离交分离条件为上柱流速55mL·min-1,解吸剂浓度0.08mol.L-1,解吸流速30mL·min-1。用反渗透膜浓缩解吸液,L-丝氨酸损失量仅为真空减压浓缩的40%。结论:用膜分离和离子交换技术分离纯化L-丝氨酸,优于传统的絮凝剂沉淀蛋白质、活性炭脱除色素和真空减压浓缩,可明显提高L-丝氨酸收率和产品质量。

从L-色氨酸制备D-色氨酸

L-色氨酸在碱性条件下消旋制得DL-色氨酸,以D-樟脑磺酸为手性拆分剂生成D-色氨酸樟脑磺酸盐,最后经水解制得D-色氨酸,总收率约40%。