一种硫酸胍基丁胺的生物转化方法_3

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实施例提供的底物左旋精氨酸的转化率为95.8%,所制备纯化的硫酸胍基丁胺晶体的纯度达到98.7%。
[0103]实施例五
[0104]以左旋精氨酸作为底物,以精氨酸脱羧酶作为生物转化催化剂,以磷酸吡哆醛作为辅酶,进行脱羧反应,生成胍基丁胺粗产物,将胍基丁胺粗产物用稀硫酸酸化,得到硫酸胍基丁胺粗产物。精氨酸脱羧酶与左旋精氨酸的质量比为1:80;磷酸吡哆醛与左旋精氨酸的质量比为1:700。控制反应体系的温度为46°C ;控制反应体系的pH值为8。
[0105]精氨酸脱羧酶为经过固定化处理后的精氨酸脱羧酶,精氨酸脱羧酶的固定化处理包括如下步骤:
[0106]I)破碎含精氨酸脱羧酶的工程菌细胞,将工程菌细胞离心后,收集精氨酸脱羧酶液;
[0107]2)将步骤I)所收集的精氨酸脱羧酶液、添加剂和固定化载体按质量比为1:0.6:11加入PH值为8的磷酸盐缓冲溶液中,在32°C下恒温搅拌2.3h,离心后收集固体,得到固定酶载体;其中,添加剂为硫酸镁;固定化载体包括氧化铝和明胶,氧化铝和明胶的质量比为2:5;
[0108]3)将步骤2)中得到的固定酶载体用乙醇洗涤2次,干燥,即得到固定化处理后的精氨酸脱羧酶。
[0109]当脱羧反应进行到第2h时,向脱羧反应补加左旋精氨酸,补加的左旋精氨酸的质量为初始所加的左旋精氨酸的质量的一半。
[0110]具体地,采用浓度为0.lmol/L的硫酸对胍基丁胺粗产物进行酸化,使酸化后的胍基丁胺粗产物,即硫酸胍基丁胺粗产物的pH值为4。
[0111]对硫酸胍基丁胺粗产物进行纯化,纯化步骤如下:
[0112]I)向硫酸胍基丁胺粗产物中加入活性炭,在50°C下放置Ih,再用孔径为0.45um的过滤膜抽滤,将抽滤后所得的溶液在旋转蒸发仪中旋转蒸发去除杂质,得到硫酸胍基丁胺粗晶体;其中,活性炭的加入量可使黄色的硫酸胍基丁胺粗产物吸附至无色即可。同时,可利用液相色谱-质谱联用技术和高效液相色谱法进行监控,直至底物完全利用。
[0113]2)将步骤I)所得的硫酸胍基丁胺粗晶体用乙醇洗涤,过滤并干燥后,得到纯化的硫酸胍基丁胺晶体。
[0114]底物左旋精氨酸的转化率为95.5%,所制备纯化的硫酸胍基丁胺晶体的纯度达到98.9%。
[0115]实施例六
[0116]以左旋精氨酸作为底物,以精氨酸脱羧酶作为生物转化催化剂,以磷酸吡哆醛作为辅酶,进行脱羧反应,生成胍基丁胺粗产物,将胍基丁胺粗产物用稀硫酸酸化,得到硫酸胍基丁胺粗产物。精氨酸脱羧酶与左旋精氨酸的质量比为1:100;磷酸吡哆醛与左旋精氨酸的质量比为1:850。控制反应体系的温度为19 0C ;控制反应体系的pH值为1。
[0117]精氨酸脱羧酶为经过固定化处理后的精氨酸脱羧酶,精氨酸脱羧酶的固定化处理包括如下步骤:
[0118]I)破碎含精氨酸脱羧酶的工程菌细胞,将工程菌细胞离心后,收集精氨酸脱羧酶液;
[0119]2)将步骤I)所收集的精氨酸脱羧酶液、添加剂和固定化载体按质量比为1:0.8:12加入PH值为7的磷酸盐缓冲溶液中,在31°C下恒温搅拌2.5h,离心后收集固体,得到固定酶载体;其中,添加剂包括硫酸镁;固定化载体包括氧化铝和高岭土,氧化铝和高岭土的质量比为2:1 ;
[0120]3)将步骤2)中得到的固定酶载体用乙醇洗涤I次,干燥,即得到固定化处理后的精氨酸脱羧酶。
[0121]当脱羧反应进行到第1.5h时,向脱羧反应补加左旋精氨酸,补加的左旋精氨酸的质量为初始所加的左旋精氨酸的质量的一半。
[0122]具体地,采用浓度为0.lmol/L的硫酸对胍基丁胺粗产物进行酸化,使酸化后的胍基丁胺粗产物,即硫酸胍基丁胺粗产物的PH值为5。
[0123]对硫酸胍基丁胺粗产物进行纯化,纯化步骤如下:
[0124]I)向硫酸胍基丁胺粗产物中加入活性炭,在60 0C下放置1.5h,再用孔径为0.45um的过滤膜抽滤,将抽滤后所得的溶液在旋转蒸发仪中旋转蒸发去除杂质,得到硫酸胍基丁胺粗晶体;其中,活性炭的加入量可使黄色的硫酸胍基丁胺粗产物吸附至无色即可。同时可利用液相色谱-质谱联用技术和高效液相色谱法进行监控,直至底物完全利用。
[0125]2)将步骤I)所得的硫酸胍基丁胺粗晶体用乙醇洗涤,过滤并干燥后,得到纯化的硫酸胍基丁胺晶体。
[0126]底物左旋精氨酸的转化率为95.3%,所制备纯化的硫酸胍基丁胺晶体的纯度达到98.6%。
[0127]实施例七
[0128]以左旋精氨酸作为底物,以精氨酸脱羧酶作为生物转化催化剂,进行脱羧反应,生成胍基丁胺粗产物,将胍基丁胺粗产物用稀硫酸酸化,得到硫酸胍基丁胺粗产物。精氨酸脱羧酶与左旋精氨酸的质量比为1:4 O。控制反应体系的温度为3 5 °C ;控制反应体系的P H值为
6.5ο
[0129]精氨酸脱羧酶为经过固定化处理后的精氨酸脱羧酶,精氨酸脱羧酶的固定化处理包括如下步骤:
[0130]I)破碎含精氨酸脱羧酶的工程菌细胞,将工程菌细胞离心后,收集精氨酸脱羧酶液;
[0131]2)将步骤I)所收集的精氨酸脱羧酶液、添加剂和固定化载体按质量比为1:0.7:11加入PH值为7的磷酸盐缓冲溶液中,在30°C下恒温搅拌2.5h,离心后收集固体,得到固定酶载体;其中,添加剂包括硫酸铁和硫酸镁,硫酸铁和硫酸镁的质量比为1:2;固定化载体由藻土、石英砂、氧化铝和明胶组成,藻土、石英砂、氧化铝和明胶的质量比为4:1:1:3;
[0132]3)将步骤2)中得到的固定酶载体用乙醇洗涤3次,干燥,即得到固定化处理后的精氨酸脱羧酶。
[0133]当脱羧反应进行到第2h时,向脱羧反应补加左旋精氨酸,补加的左旋精氨酸的质量为初始所加的左旋精氨酸的质量的一半。
[0134]具体地,采用浓度为0.lmol/L的硫酸对胍基丁胺粗产物进行酸化,使酸化后的胍基丁胺粗产物,即硫酸胍基丁胺粗产物的PH值为5。
[0135]对硫酸胍基丁胺粗产物进行纯化,纯化步骤如下:
[0136]I)将乙腈、四氢呋喃、甲醇按体积比为3:4:1混合均匀,得到混合溶剂;
[0137]2)将硫酸胍基丁胺粗产物溶于步骤I)中的混合溶剂中,其中,硫酸胍基丁胺粗产物与混合溶剂的质量比为1:10,抽滤,得到硫酸胍基丁胺粗晶体;
[0138]3)将步骤2)所得的硫酸胍基丁胺粗晶体用乙醇洗涤,过滤并干燥后,得到纯化的硫酸胍基丁胺晶体。
[0139]本实施例提供的底物左旋精氨酸的转化率为85.4%,所制备纯化的硫酸胍基丁胺晶体的纯度达到98.7%。
[0140]实施例八
[0141]以左旋精氨酸作为底物,以精氨酸脱羧酶作为生物转化催化剂,进行脱羧反应,生成胍基丁胺粗产物,将胍基丁胺粗产物用稀硫酸酸化,得到硫酸胍基丁胺粗产物。精氨酸脱羧酶与左旋精氨酸的质量比为1: 2 O。控制反应体系的温度为3 O °C ;控制反应体系的pH值为
6o
[0142]精氨酸脱羧酶为经过固定化处理后的精氨酸脱羧酶,精氨酸脱羧酶的固定化处理包括如下步骤:
[0143]I)破碎含精氨酸脱羧酶的工程菌细胞,将工程菌细胞离心后,收集精氨酸脱羧酶液;
[0144]2)将步骤I)所收集的精氨酸脱羧酶液、添加剂和固定化载体按质量比为1:0.6:13加入PH值为6的磷酸盐缓冲溶液中,在25°C下恒温搅拌2h,离心后收集固体,得到固定酶载体;其中,添加剂包括硫酸铁和硫酸镁,硫酸铁和硫酸镁的质量比为1:1;固定化载体由藻土、石英砂、氧化铝和明胶组成,藻土、石英砂、氧化铝和明胶的质量比为2:1:2:4;
[0145]3)将步骤2)中得到的固定酶载体用乙醇洗涤I次,干燥,即得到固定化处理后的精氨酸脱羧酶。
[0146]当脱羧反应进行到第Ih时,向脱羧反应补加左旋精氨酸,补加的左旋精氨酸的质量为初始所加的左旋精氨酸的质量的3/4。
[0147]具体地,采用浓度为0.lmol/L的硫酸对胍基丁胺粗产物进行酸化,使酸化后的胍基丁胺粗产物,即硫酸胍基丁胺粗产物的PH值为4。
[0148]对硫酸胍基丁胺粗产物进行纯化,纯化步骤如下:
[0149]I)向硫酸胍基丁胺粗产物中加入活性炭,在40°C下放置2h,再用孔径为0.45um的过滤膜抽滤,将抽滤后所得的溶液在旋转蒸发仪中旋转蒸发去除杂质,得到硫酸胍基丁胺粗晶体;其中,过滤膜可以为硅藻土0.45um膜。其中,活性炭的加入量可使黄色的硫酸胍基丁胺粗产物吸附至无色即可。同时可利用液相色谱-质谱联用技术和高效液相色谱法进行监控,直至底物完全利用。
[0150]2)将步骤I)所得的硫酸胍基丁胺粗晶体用乙醇洗涤,过滤并干燥后,得到纯化的硫酸胍基丁胺晶体。
[0151]本实施例提供的底物左旋精氨酸的转化率为83.1%,所制备纯化的硫酸胍基丁胺晶体的纯度达到98.8%。
[0152]对比例一
[0153]以左旋精氨酸作为底物,以精氨酸脱羧酶作为生物转化催化剂,以磷酸吡哆醛作为辅酶,进行脱羧反应,生成胍基丁胺粗产物,将胍基丁胺粗产物用稀硫酸酸化,得到硫酸胍基丁胺粗产物。精氨酸脱羧酶与左旋精氨酸的质量比为1:40;磷酸吡哆醛与L-精氨酸的质量比为1:1000。控制反应体系的温度为35°C ;控制反应体系的pH值为6.5。
[0154]精氨酸脱羧酶为经过固定化处理后的精氨酸脱羧酶,精氨酸脱羧酶的固定化处理包括如下步骤:
[0155]I)破碎含精氨酸脱羧酶的工程菌细胞,将工程菌细胞离心后,收集精氨酸脱羧酶液;
[0156]2)将步骤I)所收集的精氨酸脱羧酶液和固定化载体按质量比为1:11加入pH值为7的磷酸盐缓冲溶液中,在30°C下恒温搅拌2.5h,离心后收集固体,得到固定酶载体;其中,固定化载体由藻土、石英砂、氧化铝和明胶组成,藻土、石英砂、氧化铝和明胶的质量比为4:1:1:3;
[0157]3)将步骤2)中得到的固定酶载体用乙醇洗涤3次,干燥,即得到固定化处理后的精氨酸脱羧酶。
[0158]当
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