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文檔簡介
1、氨基酸是蛋白質(zhì)的主要組成部分具有廣泛的生物活性,在生物體代謝過程中起到重要作用,同時(shí)作為重要的化學(xué)試劑及醫(yī)藥中間體,在多肽合成以及手性藥物開發(fā)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的氨基酸的制備方法主要采用發(fā)酵生產(chǎn)和化學(xué)合成,本論文嘗試了S-腺苷蛋氨酸(SAM)、L-鳥氨酸以及D-精氨酸的酶法制備工藝,并利用近紅外光譜技術(shù)作為分析監(jiān)測手段,考察了酶法轉(zhuǎn)化過程中的底物或產(chǎn)物的變化過程,為小品種氨基酸的清潔生產(chǎn)以及在線控制奠定了基礎(chǔ)。
本
2、論文首先對(duì)以L-蛋氨酸和三磷酸腺苷(ATP)為底物利用腺苷蛋氨酸合成酶,酶法制備SAM的酶法合成條件進(jìn)行優(yōu)化,得到了酶法合成的最優(yōu)條件:SAM合成酶400 U/L, L-蛋氨酸20 mmol/L、ATP10mmol/L,K2SO410 mmol/L,MgSO4120 mmol/L,0.5%β-巰基乙醇5 ml/L,37℃,pH8.5。在此條件下ATP的轉(zhuǎn)化率達(dá)到75%以上。同時(shí)采用近紅外檢測技術(shù)在8965.2~5413.2 cm-1波段
3、范圍內(nèi)采用偏最小二乘法建立數(shù)學(xué)模型,選擇多元散射校正預(yù)處理光譜圖建立近紅外光譜技術(shù)模型y=0.9597x+2.1776,R2=0.9611,并對(duì)酶促反應(yīng)進(jìn)行了測定分析,結(jié)果表明此模型可以滿足定量分析的要求。
其次,利用響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)以L-精氨酸為底物利用精氨酸酶,酶法制備L-鳥氨酸的工藝進(jìn)行了優(yōu)化,建立二次響應(yīng)面回歸模型,回歸方程的F值和模型的相關(guān)系數(shù)R2均較理想,表現(xiàn)出較好的擬合度。從而確定最佳反應(yīng)條件為:L-精氨酸1
4、50 g/L,精氨酸酶0.5 g/L(酶活為6314.64 U/g),反應(yīng)溫度為37℃,pH自然。在該條件下L-鳥氨酸的轉(zhuǎn)化率為95.86%,與模型預(yù)測有較好吻合。在此基礎(chǔ)上利用近紅外光譜技術(shù)建立了L-鳥氨酸酶法轉(zhuǎn)化過程的含量檢測方法,結(jié)果表明:模型預(yù)測效果較好(檢驗(yàn)集y=0.9484x+4.062,R2=0.9484,校正集y=0.9412x+4.0169,R2=0.9709),可用于L-鳥氨酸酶法制備實(shí)時(shí)監(jiān)測,為L-鳥氨酸及其他氨基
5、酸酶法生產(chǎn)過程中的實(shí)施檢測提供了新的研究思路。
此外,利用精氨酸酶專一催化L-精氨酸水解的原理以DL-精氨酸為底物,同時(shí)制備D-精氨酸與L-鳥氨酸鹽酸鹽,并得到高附加價(jià)值的產(chǎn)物。經(jīng)反應(yīng)條件優(yōu)化確定的DL-精氨酸的最佳酶促反應(yīng)條件為:底物質(zhì)量濃度為40g/L,精氨酸酶質(zhì)量濃度為0.2g/L,pH自然,37℃下反應(yīng)24 h,此條件下L-精氨酸的轉(zhuǎn)化率為99.5%。分離純化后D-精氨酸的含量99.0%,L-鳥氨酸含量達(dá)到98.9
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