本发明专利技术提供了制备具有将乙醇腈水解为乙醇酸的腈水解酶活性的酶催化剂的方法，所述酶催化剂在具有催化剂循环的连续批式反应中其回收的催化剂活性的保留得到改进，所述方法包括以戊二醛预处理酶催化剂。与未经戊二醛预处理的酶催化剂相比，戊二醛预处理的酶催化剂具有改进的比活性，从而具有改进的总的催化剂活性和生产力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机酸的合成和微生物学领域。更具体地，本专利技术提供了制备酶催化 剂的方法，所述酶催化剂在乙醇腈水解为乙醇酸过程中的初始腈水解酶活性的保留得到改 进，所述方法包括在固定和交联之前以戊二醛预处理酶催化剂。如上所述，与未经戊二醛预 处理的固定的和交联的酶催化剂相比，戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂具有改进 的比活性，从而具有将乙醇腈转化为乙醇酸的改进的总的催化剂活性、催化剂生产力和单 位体积生产力。
技术介绍
乙醇酸(H0CH2C00H ；CAS注册号为79-14-1)是羧酸的α -羟基酸家族的最简单的 成员。乙醇酸的性质使其具有理想的广范围的消费和工业应用，包括用于水井复原、皮革工 业、油气工业、洗衣和纺织工业、作为单体制备聚乙醇酸(PGA)，以及作为个人护理产品的成 分。乙醇酸还是多种工业上的清洁剂(奶制品和食品加工设备清洁剂，家居和机构清洁剂， 工业清洁剂和金属加工)的主要成分。也 有报道指出乙醇酸可作为气体屏障材料(即显示出高度的氧气屏障特性)用于包装食物和 碳酸饮料(WO 2005/106005Α1)。但是，乙醇酸的传统化学合成产生大量的杂质，在使用前必 须除去这些杂质。工业界迫切需要商业化生产乙醇酸的新技术，特别是以低成本生产高纯 度乙醇酸的新技术。微生物酶催化剂能够使用腈水解酶(EC 3. 5. 5. 7)将腈(例如乙醇腈)直接水解 为相应的羧酸(例如乙醇酸)，其中不产生相应的酰胺中间体(反应式1)；或者可通过腈水 合酶(EC 4. 2. 1. 84)与酰胺酶(EC 3. 5. 1. 4)的组合将腈(例如乙醇腈)水解为相应的羧 酸(例如乙醇酸)，其中腈水合酶(NHase)首先将腈转化为酰胺，然后酰胺被酰胺酶转化成 相应的羧酸(反应式2))权利要求一种方法，用于改进乙醇腈转化为乙醇酸过程中具有腈水解酶活性的酶催化剂的初始比活性的保留，所述方法包括(a)通过发酵产生具有腈水解酶活性的酶催化剂；(b)以戊二醛预处理所述酶催化剂；(c)任选地在戊二醛预处理之后以亚硫酸氢盐将未反应的戊二醛灭活；(d)从(b)或(c)回收酶催化剂并将所述酶催化剂固定于角叉菜胶中；和(e)以戊二醛和聚乙烯亚胺将(d)中产生的角叉菜胶 固定的酶催化剂进行交联，从而产生戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂，并且其中所述戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂在相同反应条件下与未经戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂相比，在乙醇腈转化为乙醇酸过程中的初始比活性的保留得到改进。2.根据权利要求1所述的方法，其中(a)的酶催化剂包含氨基酸序列标志基序SEQID NO :1 或 SEQ ID NO :2。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述酶催化剂包含具有选自SEQIDN0:4、5、6、7、 8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、27、29、31、33、35、37、39、41、 43、45、47、49、51、53、55和57的氨基酸序列的多肽。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述酶催化剂是敏捷食酸菌72W。5.根据权利要求1所述的方法，其中在以戊二醛进行预处理的过程中将PH保持在5.0 至 9. 0。6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)中以戊二醛进行预处理包括向步骤(a) 产生的发酵液中加入大约3g/L(0.025g GA/OD550)至大约5g/L(0. 042g GA/OD550)的戊二醛。7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)中以戊二醛进行预处理包括以50mg/L/h 至500mg/L/h的速率向步骤(a)产生的发酵液中加入戊二醛。8.根据权利要求1所述的方法产生的戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂。9.根据权利要求8所述的酶催化剂，其中所述催化剂在至少4个连续批式循环反应之 后，保留其初始比活性的至少大约70%。10.一种将乙醇腈水解为乙醇酸的改进的方法，包括改进乙醇腈转化为乙醇酸过程中 具有腈水解酶活性的固定的酶催化剂的初始比活性的保留，所述方法包括(a)通过发酵产生具有腈水解酶活性的酶催化剂；(b)以戊二醛预处理所述酶催化剂；(c)任选地在戊二醛预处理之后以亚硫酸氢盐将未反应的戊二醛灭活；(d)从(b)或(c)回收酶催化剂并将所述酶催化剂固定于角叉菜胶中；(e)以戊二醛和聚乙烯亚胺将(d)中产生的角叉菜胶-固定的酶催化剂进行交联，从而 产生交联的固定的酶催化剂；和(f)在合适的反应条件下，在水溶液中将(e)的交联的固定的酶催化剂与乙醇腈接触， 从而产生乙醇酸。11.根据权利要求10所述的方法，还包括步骤(g)回收步骤(f)中产生的乙醇酸。12.根据权利要求10所述的方法，其中在固定的酶催化剂的每克干细胞重产生至少 40g乙醇酸之后，所述交联的固定的酶催化剂保留其初始比活性的至少大约70%，并且与 另一种产生乙醇酸的方法相比，所述方法具有改进的生产乙醇酸的生产力，所述另一种产生乙醇 酸的方法使用包含未经过戊二醛预处理的具有腈水解酶活性的酶催化剂的交联的 固定的酶催化剂。全文摘要本专利技术提供了制备具有将乙醇腈水解为乙醇酸的腈水解酶活性的酶催化剂的方法，所述酶催化剂在具有催化剂循环的连续批式反应中其回收的催化剂活性的保留得到改进，所述方法包括以戊二醛预处理酶催化剂。与未经戊二醛预处理的酶催化剂相比，戊二醛预处理的酶催化剂具有改进的比活性，从而具有改进的总的催化剂活性和生产力。文档编号C12N11/00GK101965399SQ200880124121 公开日2011年2月2日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年10月31日专利技术者A·本-巴萨特, R·迪科西莫 申请人:纳幕尔杜邦公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，用于改进乙醇腈转化为乙醇酸过程中具有腈水解酶活性的酶催化剂的初始比活性的保留，所述方法包括： （ａ）通过发酵产生具有腈水解酶活性的酶催化剂； （ｂ）以戊二醛预处理所述酶催化剂； （ｃ）任选地在戊二醛预处理之后以亚硫酸氢盐将未反应的戊二醛灭活； （ｄ）从（ｂ）或（ｃ）回收酶催化剂并将所述酶催化剂固定于角叉菜胶中；和 （ｅ）以戊二醛和聚乙烯亚胺将（ｄ）中产生的角叉菜胶－固定的酶催化剂进行交联，从而产生戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂，并且其中所述戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂在相同反应条件下与未经戊二醛预处理的固定的和交联的酶催化剂相比，在乙醇腈转化为乙醇酸过程中的初始比活性的保留得到改进。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R迪科西莫，A本巴萨特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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