強(qiáng)化聚唾液酸合成及唾液酸單體制備的研究.pdf

1、唾液酸是一類神經(jīng)氨酸的衍生物,廣泛存在于動(dòng)物組織及微生物中,是細(xì)胞膜蛋白的重要組成部分,參與細(xì)胞表面多種生理功能,在調(diào)節(jié)機(jī)體生理、生化功能方面起到非常重要的作用。聚唾液酸是唾液酸單體以α-2,8或α-2,9糖苷鍵連接的線性同聚物,是少數(shù)幾種細(xì)菌的莢膜多糖的主要組分。通過(guò)微生物合成聚唾液酸,然后將其水解制備單體唾液酸是目前唾液酸生產(chǎn)的主要方法之一。
　　 本文首先研究了聚唾液酸合成前體物質(zhì)--丙酮酸鈉對(duì)E.coli CCTCC M

2、208088合成聚唾液酸的影響。我們發(fā)現(xiàn)丙酮酸鈉的添加劑量和添加時(shí)間均對(duì)聚唾液酸的合成產(chǎn)生顯著影響。為了最大程度強(qiáng)化聚唾液酸的合成效率,本文從搖瓶水平上優(yōu)化出了丙酮酸鈉的最佳添加策略:發(fā)酵初始階段,添加6 g/L丙酮酸鈉,可以最大程度地促進(jìn)聚唾液酸的合成,其最終產(chǎn)量達(dá)到3470 mg/L,相比對(duì)照提高了73％。將該策略在30 L發(fā)酵罐水平上進(jìn)行驗(yàn)證,聚唾液酸產(chǎn)量達(dá)到6630 mg/L,相比對(duì)照提高了53％。
　　 另外,本文在搖

3、瓶水平上考察了氧自由基脅迫對(duì)E.coli CCTCC M208088合成聚唾液酸的影響。H2O2可以有效地刺激聚唾液酸的合成,并且H2O2的添加時(shí)間、添加劑量以及添加方式均對(duì)聚唾液酸合成影響顯著。進(jìn)一步的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明,在聚唾液酸發(fā)酵過(guò)程中,采用三點(diǎn)添加法(4 h4.0 mmol/L(終濃度)、8 h8.0 mmol/L,(終濃度)、12 h16.0mmol/L(終濃度))效果最好,聚唾液酸產(chǎn)量達(dá)到2705 mg/L,比對(duì)照提高35％。將

4、此策略在30 L發(fā)酵罐水平上進(jìn)行驗(yàn)證,聚唾液酸產(chǎn)量達(dá)到5504 mg/L,與對(duì)照相比提高了27％。
　　 最后,在實(shí)現(xiàn)高效合成聚唾液酸的基礎(chǔ)上,本文改進(jìn)了聚唾液酸水解制備唾液酸的工藝。對(duì)聚唾液酸的水解方法進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)純化唾液酸單體的各種方法進(jìn)行了研究和比較,最終確定了由聚唾液酸制備唾液酸單體的工藝流程:聚唾液酸溶解于0.05 mol/L的H2SO4溶液中,80℃水浴保持4 h。水解產(chǎn)物直接加入5倍體積的冰乙酸,然后4℃靜置3