酶促转化制备L-半胱氨酸的方法和用途技术

本发明专利技术涉及利用恶臭假单胞菌YD1205生物转化DL

【技术实现步骤摘要】
酶促转化制备L
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半胱氨酸的方法和用途


[0001]本专利技术涉及生物酶法制备氨基酸
，具体而言，本专利技术涉及利用恶臭假单胞菌 YD1205生物转化DL
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ATC制备L
‑
半胱氨酸的方法和用途。

技术介绍

[0002]L
‑
半胱氨酸是唯一一个侧链含巯基的常见氨基酸，是重要的食品药品原料，广泛地应用于医药制造、保健食品生产、食品保鲜、食品添加、饲料添加、宠物食物、香精香料、化妆品生产等领域。
[0003]传统上，L
‑
半胱氨酸的生产主要依靠毛发水解法，虽然其工艺相对简单，但是收率低，能耗高，水解过程产生大量刺激性气体，废液处理困难，对环境污染严重。近年来酶转化法由于其具有立体选择性好、可获得单一构型产物、产物纯度高、反应条件温和和对环境友好等优点而日益受到重视。酶转化法生产L
‑
半胱氨酸可采用不同底物实现，其中以DL
‑2‑ꢀ
氨基
‑△2‑
噻唑啉
‑4‑
羧酸(DL
‑
ATC)为底物的微生物转化的研究最为热门。
[0004]2008年李梅等以假单胞菌TS1138菌株酶法转化DL
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ATC合成L
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半胱氨酸，实验获得转化L
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半胱氨酸的最适DL
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ATC浓度为9g/L(李梅,黄磊,怀利华,等.DL
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ATC对TS1138 菌株酶法生产L
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半胱氨酸的影响[J].天津科技大学学报,2008,023(002):27
‑
29.)。
[0005]2009年王普等使用假单胞菌zjwp
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14的湿菌体或粗酶液以1％浓度DL
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ATC为底物生物转化，得到2.047g/L L
‑
半胱氨酸(CN 100467587C)。陈宁等则以另一假单胞菌种 Pseudomonas putida TS
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1138为酶源，通过补料流加维持0.6％浓度DL
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ATC为底物，生物转化合成了5.70g/l L
‑
半胱氨酸(CN 101348809A)。
[0006]虽然通过生物过程优化和遗传操作，L
‑
半胱氨酸的生产能力在一定程度上得到增加，然而受限于菌种转化率低、菌种产酶酶活较低，以DL
‑
ATC为底物酶法催化生产L
‑
半胱氨酸仍是一个低浓度反应，底物浓度通常在10g/L～15g/L，以致L
‑
半胱氨酸生产效率低，生产成本高，产生废水量较大，大大限制了其在工业生产中的应用。
[0007]由此，建立一种高效能菌种及最大化其酶促反应初始DL
‑
ATC底物浓度从而提升L
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半胱氨酸生产效率的方法是本领域工业化应用亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于发现一种新的恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，利用该菌种培养所得湿菌体生物转化DL
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ATC(DL
‑2‑
氨基
‑△2‑
噻唑啉
‑4‑
羧酸)生成L
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半胱氨酸的方法，实现了L
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半胱氨酸生产效率的大幅提升，产物浓度能够达到40g/L以上。
[0009]为此本专利技术第一方面提供一株恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)。根据本专利技术的实施方案，所述恶臭假单胞菌YD1205的保藏号为CCTCC NO:M2015080。
[0010]恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，已于2015年3月3日保藏于
中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC,地址为湖北省武汉市武昌区八一路299号)，保藏中心登记入册编号CCTCC NO:M2015080。该菌由专利技术人从备选菌株经紫外线照射、微波诱变、γ射线辐照诱变处理以及再经过DL
‑
ATC底物抗性筛选所得。
[0011]专利技术人通过对菌株进行人工诱变，筛选获得一种恶臭假单胞菌YD1205菌株，该菌产酶效率高，且将本专利技术的恶臭假单胞菌YD1205菌株应用于以DL
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ATC为底物，酶转化生产L
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半胱氨酸反应中，以恶臭假单胞菌YD1205培养所得的湿菌体为酶源，以DL
‑2‑
氨基
ꢀ‑△2‑
噻唑啉
‑4‑
羧酸(DL
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ATC)为底物，进行酶转化反应，获得L
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半胱氨酸，或进一步氧化制备L
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胱氨酸。本专利技术提供的恶臭假单胞菌YD1205产的酶提升了单位时间内转化的 DL
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ATC的量，能够催化转化浓度30g/L～70g/L的DL
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ATC，将L
‑
半胱氨酸或L
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胱氨酸的生产效率提高2～3倍。
[0012]本专利技术第二方面提供第一方面所述的恶臭假单胞菌YD1205菌体或其菌悬液或其培养液在制备L
‑
半胱氨酸或L
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胱氨酸中的用途。
[0013]本专利技术第三方面提供一种L
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半胱氨酸的制备方法。根据本专利技术的实施方案，所述方法包括：
[0014](1)将第一方面所述的恶臭假单胞菌进行发酵培养，以便获取培养液或菌体；
[0015](2)将所述培养液或菌体与DL
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ATC分散体系混合，进行酶转化反应，以便获取产物 L
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半胱氨酸。
[0016]以DL
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ATC为反应底物，进行微生物酶法转化生产L
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半胱氨酸主要由三种酶协同催化完成，即ATC消旋酶、L
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ATC水解酶和S
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氨甲酰
‑
L
‑
半胱氨酸酰胺水解酶或N
‑
氨甲酰
‑
L
‑ꢀ
半胱氨酸酰胺水解酶。由酶转化生产L
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半胱氨酸途径存在两方面的困难：一是底物浓度较低；二是L
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ATC水解酶不稳定。一方面，由于参与酶转化生产L
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半胱氨酸途径的酶属于诱导酶，受限于底物浓度偏低，不能诱导菌体产生更多的酶，另一方面，现有的假单胞菌产酶菌株，酶活较低，L
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半胱氨酸的生产效率偏低。
[0017]专利技术人从备选菌株经紫外线照射、微波诱变、γ射线辐照诱变处理筛选获得一株恶臭假单胞菌YD1205(Pseu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，其特征在于，其保藏号为CCTCC NO:M2015080。2.权利要求1所述的恶臭假单胞菌YD1205菌体或其菌悬液或其培养液在制备L
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半胱氨酸或L
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胱氨酸中的用途。3.一种L
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半胱氨酸的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将权利要求1所述的恶臭假单胞菌进行发酵培养，以便获取培养液或菌体；(2)将所述培养液或菌体与DL
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ATC分散体系混合，进行酶转化反应，以便获取产物L
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半胱氨酸。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述DL
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ATC的浓度为30g/L～70g/L，优选50g/L～70g/L。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述DL
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ATC分散体系进一步包括辅料；任选地，所述辅料选自Mn金属盐；任选地，所述Mn金属盐中Mn
2+
的浓度为0.3～0.5g/L。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述菌体与DL
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东明，欧阳晖，彭小亮，李坤，邱杰，林添雄，
申请(专利权)人：湖北远大生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：