一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法技术

本发明专利技术公开了一种S‑甲基‑L‑半胱氨酸的酶法转化制备方法，将具有色氨酸合成酶活性的菌株在培养基中培养发酵，发酵液离心后得到含色氨酸合成酶的湿菌体；将上述湿菌体中加入转化液，所述转换液中包括：含L‑丝氨酸的料液，磷酸吡哆醛和甲硫醇，甲醇、乙醇、乙醚、丙酮中的一种；在25～55℃，pH 6～11条件下进行酶促反应，等电点结晶法分离得到S‑甲基‑L‑半胱氨酸。本发明专利技术采用含色氨酸合成酶的特定菌株，在优选的培养基中培养可以高效表达色氨酸合成酶，使酶法合成S‑甲基‑L‑半胱氨酸有较高的催化速率和转化率，L‑丝氨酸摩尔转化率达到95％以上，酶法合成反应条件温和，酶立体选择性强，催化效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法
本专利技术涉及的是一种S-甲基-L-半胱氨酸的转化方法，尤其涉及的是一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法。
技术介绍
S-甲基-L-半胱氨酸是一种非蛋白质组成的氨基酸，S-甲基-L-半胱氨酸是一种药物中间体，可作为抗氧化剂抑制蛋白质和肽的氧化，在生物组分分析中也具有一定作用。《化学世界》，2003，7：370-372中公开了以L-半胱氨酸为原料，磷酸三甲酯为甲基化试剂合成了S-甲基-L-半胱氨酸的方法。美国专利US6147257,2000.中公开了一种以二甲基碳酸酯作甲基化试剂的方法，制备S-甲基-L-半胱氨酸步骤繁琐，反应时间长。目前，S-甲基-L-半胱氨酸生产主要来源于化学合成法，该方法反应步骤多，操作难度大，生产成本高，不适合大规模工业化生产。而另一方面我国在氨基酸工业生产中，会产生大量不能直接用于食品和医药方面的富含L-丝氨酸的毛发酸水解液，该混合氨基酸料液直接分离制备L-丝氨酸成本高、效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法，提高反应的催化速率和转化率。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括以下步骤：(1)将具有色氨酸合成酶活性的菌株在培养基中培养发酵，发酵液离心后得到含色氨酸合成酶的湿菌体；(2)将上述湿菌体中加入转化液，所述转换液中包括：含L-丝氨酸的料液，磷酸吡哆醛和甲硫醇，乙醚、甲醇、乙醇、丙酮中的一种；在25～55℃，pH6～11条件下进行酶促反应，等电点结晶法分离得到S-甲基-L-半胱氨酸。所述步骤(1)中，具有色氨酸合成酶活性的菌株选自大肠杆菌ATCC15489、铜绿假单胞菌CGMCCNO：1.1129、施氏假单胞菌CGMCCNO:1.202、枯草芽孢杆菌CGMCCNO:1.1628中的一种。所述步骤(1)中，培养基中的碳源采用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、果糖中的一种或多种，培养基中总碳源质量浓度为10～40g/L；培养基中的氮源采用牛肉膏、酵母膏、玉米浆、蛋白胨、豆饼水解液中的一种或多种，培养基中总氮源质量浓度为5～35g/L。所述步骤(2)中，所述含L-丝氨酸的料液中L-丝氨酸的浓度为0.5～40.5g/L。所述含L-丝氨酸的料液来源于毛发酸水解液或纯L-丝氨酸液；毛发酸水解液中总氨基酸的重量百分比为5％～45％，其中L-丝氨酸在总氨基酸中的重量百分比为10％～90％。所述步骤(2)中，所述的乙醚、甲醇、乙醇或丙酮，其浓度为0.001g/L～4.0g/L。所述步骤(2)中，磷酸吡哆醛的浓度为0.2～0.8g/L，甲硫醇的浓度为0.22～18.5g/L。所述步骤(2)中，等电点结晶法的具体方法如下：将酶促反应后的转化液3000～5000r/min离心10～20min，去除菌体细胞；加热转化液，采用活性碳脱色，抽滤，滤液调至pH6～8，静置析出沉淀，真空抽滤，烘干得S-甲基-L-半胱氨酸粗品，采用乙醇洗涤，真空抽滤，烘干得S-甲基-L-半胱氨酸精品。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术采用含色氨酸合成酶的特定菌株，在优选的培养基中培养可以高效表达色氨酸合成酶，使酶法合成S-甲基-L-半胱氨酸有较高的催化速率和转化率，其中L-丝氨酸摩尔转化率达到95％以上；本专利技术采用含L-丝氨酸的毛发酸水解液为反应原料，价格低廉，并充分利用了工业副产物，解决了混合氨基酸料液中L-丝氨酸高效分离的难题，同时也为大规模低成本生产S-甲基-L-半胱氨酸提供了更为丰富的原料，具有良好的经济效益和社会效益；酶法合成S-甲基-L-半胱氨酸具有反应条件温和，酶立体选择性强，催化效率高，成本低，工艺流程简单等优点，适合工业化生产。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1本实施例包括以下步骤：(1)将1000mL枯草芽孢杆菌CGMCCNO:1.1628在培养基中培养发酵，发酵液离心得到20g湿菌体，加入到500mL转化液中，转化液中含11g的L-丝氨酸、4.81g的甲硫醇、0.2g/L磷酸吡哆醛和0.5g/L乙醇，pH8.0，37℃酶促反应20h，反应结束后转化液中S-甲基-L-半胱氨酸为13.3g，对L-丝氨酸摩尔转化率为99％；(2)将转化液4000r/min离心15min，去除菌体细胞，加热，活性碳脱色，抽滤，滤液调pH7左右，静置析出沉淀，真空抽滤，烘干得11.5gS-甲基-L-半胱氨酸粗品，质量浓度为95％的乙醇洗涤，真空抽滤，烘干得10.3gS-甲基-L-半胱氨酸精品，纯度为99.9％。实施例2本实施例包括以下步骤：(1)将1000mL施氏假单胞菌CGMCCNO:1.202在培养基中培养发酵，发酵液离心得到湿菌体20g，加入到500mL转化液中，转化液中含21g的L-丝氨酸的毛发酸水解液、9.62g的甲硫醇、0.2g/L磷酸吡哆醛和0.01g/L丙酮，pH8.0，37℃酶促反应15h，反应结束后转化液中S-甲基-L-半胱氨酸为26.1g，对L-丝氨酸摩尔转化率为97％；(2)将转化液5000r/min离心10min，去除菌体细胞，加热，活性碳脱色，抽滤，滤液调pH7左右，静置析出沉淀，真空抽滤，烘干得25.8gS-甲基-L-半胱氨酸粗品，质量浓度为95％的乙醇洗涤，真空抽滤，烘干得22.3gS-甲基-L-半胱氨酸精品，纯度为99.9％。实施例3本实施例包括以下步骤：(1)将1000mL铜绿假单胞菌CGMCCNO：1.1129在培养基中培养发酵，发酵液离心得到15g湿菌体，加入到500mL转化液中，转化液中含11g的L-丝氨酸、4.81g甲硫醇、0.2g/L磷酸吡哆醛和0.5g/L乙醇，pH8.0，37℃酶促反应16h，反应结束后转化液中S-甲基-L-半胱氨酸为12.7g，对L-丝氨酸摩尔转化率为95％；(2)将转化液3000r/min离心20min，去除菌体细胞，加热，活性碳脱色，抽滤，滤液调pH7左右，静置析出沉淀，真空抽滤，烘干得10.7gS-甲基-L-半胱氨酸粗品，质量浓度为95％的乙醇洗涤，真空抽滤，烘干得9.9gS-甲基-L-半胱氨酸精品，纯度为99.9％；实施例4本实施例包括以下步骤：(1)将1000mL大肠杆菌ATCC15489在培养基中培养发酵，发酵液离心得到12g湿菌体，加入到500mL转化液中，转化液中含21g的L-丝氨酸的毛发酸水解液、9.62g的甲硫醇、0.2g/L的磷酸吡哆醛和0.005g/L的甲醇，pH8.0，35℃酶促反应16h，反应结束后转化液中S-甲基-L-半胱氨酸为25.9g，对L-丝氨酸摩尔转化率为96％；(2)将转化液4000r/min离心10min，去除菌体细胞，加热，活性碳脱色，抽滤，滤液调pH7左右，静置析出沉淀，真空抽滤，烘干得23.1gS-甲基-L-半胱氨酸粗品，质量浓度为95％的乙醇洗涤，真空抽滤，烘干得21.1gS-甲基-L-半胱氨酸精品，纯度为99.9％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种S‑甲基‑L‑半胱氨酸的酶法转化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将具有色氨酸合成酶活性的菌株在培养基中培养发酵，发酵液离心后得到含色氨酸合成酶的湿菌体；(2)将上述湿菌体中加入转化液，所述转换液中包括：含L‑丝氨酸的料液，磷酸吡哆醛和甲硫醇，乙醚、甲醇、乙醇、丙酮中的一种；在25～55℃，pH6～11条件下进行酶促反应，等电点结晶法分离得到S‑甲基‑L‑半胱氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将具有色氨酸合成酶活性的菌株在培养基中培养发酵，发酵液离心后得到含色氨酸合成酶的湿菌体；(2)将上述湿菌体中加入转化液，所述转换液中包括：含L-丝氨酸的料液，磷酸吡哆醛和甲硫醇，乙醚、甲醇、乙醇、丙酮中的一种；在25～55℃，pH6～11条件下进行酶促反应，等电点结晶法分离得到S-甲基-L-半胱氨酸。2.根据权利要求1所述的一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，具有色氨酸合成酶活性的菌株选自大肠杆菌ATCC15489、铜绿假单胞菌CGMCCNO：1.1129、施氏假单胞菌CGMCCNO:1.202、枯草芽孢杆菌CGMCCNO:1.1628中的一种。3.根据权利要求1所述的一种S-甲基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，培养基成分包括碳源物质、氮源物质、2.2g/L柠檬酸、2.8g/L硫酸铵、5.0g/LK2HPO4、2.5g/LMgSO4、0.04g/LCaCl2、0.001g/LCoCl2、0.0002g/LMnC4H6O4·4H2O。培养基中的碳源采用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、果糖中的一种或多种，培养基中总碳源质量浓度为10～40g/L；培养基中的氮源采用牛肉膏、酵母膏、玉米浆、蛋白胨、豆饼水解液中的一种或多种，培...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠，
申请(专利权)人：安徽瑞然生物药肥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34