生物催化法生產(chǎn)D-2-羥基丁酸與N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸.pdf

1、本報告以生物催化法生產(chǎn)高值化合物為研究目的,通過全細胞催化、化學酶法偶聯(lián)催化等技術,實現(xiàn)D-2-羥基丁酸與N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸的生產(chǎn)。
　　 手性2.羥基丁酸在有機、制藥工業(yè)及科學研究中有著廣泛用途,D-2-羥基丁酸可作為手性甘醇、鹵代酯、氨基酸類化合物合成的前體。D-2-羥基丁酸還可以用于抗腫瘤抗生素的合成。D-2-羥基丁酸最重要的用途是用來合成生物可降解性聚合物-聚2-羥基丁酸。聚2-羥基丁酸易水解,可以應用于生物醫(yī)學、制

2、藥、生物可降解材料等方面。
　　 以熱處理的施氏假單胞菌SDM全細胞為催化劑,外消旋2-羥基丁酸為底物,立體選擇性拆分獲得高光學純度的D-2-羥基丁酸。在最佳生物轉(zhuǎn)化條件,即轉(zhuǎn)化液組成為外消旋2-羥基丁酸0.4 M,熱處理后施氏假單胞菌SDM全細胞6克干細胞/升,30℃,pH7.5條件下,以150轉(zhuǎn)/分鐘振蕩12小時,搖瓶體系中D-2-羥基丁酸含量達197 mM,對映體過量值達到99.1％。
　　 生物催化外消旋2-羥基

3、丁酸生成D-2羥基丁酸反應體系中含有目的產(chǎn)物D-2-羥基丁酸以及L-2-羥基丁酸氧化產(chǎn)物2-酮基丁酸。為了實現(xiàn)生物催化體系中D-2-羥基丁酸與2-酮基丁酸的有效分離,研究了不同的離子交換樹脂對D-2-羥基丁酸與2-酮基丁酸的吸附能力,選取離子交換樹脂D301用于后續(xù)實驗操作,實現(xiàn)了生物催化體系中D-2-羥基丁酸的分離,經(jīng)色譜檢測D-2-羥基丁酸收率為84.7%,純度為98.7%
　　 建立了以氧化葡萄糖酸桿菌DSM2003為催化

4、劑,外消旋1,2-丁二醇為底物,生物轉(zhuǎn)化外消旋1,2-丁二醇合成手性D-2-羥基丁酸的生產(chǎn)工藝,在最佳生物轉(zhuǎn)化條件,即轉(zhuǎn)化液組成為1,2-丁二醇40克/升,氧化葡萄糖酸桿菌DSM2003為60克濕細胞/升,30℃,pH7條件下反應14小時,D-2羥基丁酸的產(chǎn)量為18.5克/升,對映體過量值為99.7%。
　　 唾液酸是神經(jīng)氨酸衍生物家族的總稱,N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸是唾液酸家族中分布較廣泛的酸性氨基糖,在生物體中具有重要的生理功

5、能,是合成許多藥物的重要中間體。
　　 前期將N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸醛縮酶的基因nanA連入了枯草芽孢表面展示載體中,實現(xiàn)了N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸醛縮酶的芽孢表面展示,可催化N-乙酰-D-甘露糖胺與丙酮酸合成N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸。芽孢表面展示N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸醛縮酶具有較高的pH穩(wěn)定性,鑒于N-乙酰-D-甘露糖胺價格昂貴,本工作將堿催化的N-乙酰-D-葡萄糖胺異構化為N-乙酰-D-甘露糖胺的反應,與N-乙酰-D-神經(jīng)氨酸醛