本发明专利技术公开了一种鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium?sp.)SIT102，CGMCC?NO.6158，以及利用该鞘氨醇杆菌SIT102作为生物催化剂催化外消旋乙拉西坦酸酯进行对映选择性水解产生左乙拉西坦酸的制备方法。所述左乙拉西坦酸的制备方法即将鞘氨醇杆菌SIT102细胞置于缓冲溶液中后向其中加入外消旋乙拉西坦酸酯，经催化进行对映选择性水解反应得到左乙拉西坦酸。本发明专利技术的利用该鞘氨醇杆菌SIT102作为生物催化剂制备左乙拉西坦酸的方法，所用的生物催化剂易于制备、反应条件温和，左乙拉西坦酸的产率能够达到48%，对映体过量值达96%，生产成本低，具有相当的工业应用开发前景。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种杆菌及其用途，特别涉及ー种鞘氨醇杆菌以及利用该鞘氨醇杆菌作为生物催化剂制备左こ拉西坦酸的方法。
技术介绍
已知左こ拉西坦酸是合成左こ拉西坦((Λ-α -こ基-2-氧合-I-こ酰胺吡咯烷，Levetiracetam)的关键手性中间体,其结构式如图I所示。左こ拉西坦是比利时UCB (优时比)公司开发研制的ー种新型抗癫痫药，与2000年4月获FDA批准，在美国和欧盟上市，主要用于治疗局限性及继发性全身性癫痫。目前在全球超过66个国家和地区上市,全球有超过100万人的治疗记录,是目前美国癫痫治疗中应用最多的新型抗癫痫药物。研究结果表明，右旋体对于抑制癫痫发作只有轻微或者不明显的药效作用，而左こ拉西坦则是ー种安全、高效的抗癫痫药物。目前左こ拉西坦的合成大致可以分为化学法和化学-酶法。其中，化学法主要可以分为以下几类方法第一类是以2-氨基丁酸及类似物为原料，经转化得到左旋的α -氨基丁酰胺衍生物，然后与4-氯丁酰氯或4-氯丁酸酯反应环合再转化为左こ拉西坦的方法。第二类是以2-吡咯烷酮为原料，引进侧链制备消旋酸再拆分得到左こ拉西坦的方法。但该两种方法均需要用到与物料等摩尔剂量的手性酸或碱拆分剂和大量有机溶剂，拆分成本较高，操作步骤较为繁琐费时。近年来，已有文献报道了利用环境友好、温和高效的酶作为催化剂来合成左こ拉西坦及其中间体。如利用腈水合酶作为催化剂来合成左こ拉西坦及其中间体，其关键步骤是腈水合酶催化动力学拆分消旋的2-吡咯烷酮腈化物直接得到左こ拉西坦。拆分产率达到43%，产物a e.值为94%。此方法的优点是路线简介，反应条件温和，底物浓度较高。不足之处是在中间体合成中采用了有一定毒性的腈化物。根据左こ拉西坦的结构特点，发现如果可以筛选到高立体选择性水解こ拉西坦酸酷(α -こ基-2-氧代-I-吡咯烷こ酸酷)的生物催化剂，同样可以合成手性药物中间体左こ拉西坦酸((S)-Ci -こ基-2-氧代-I-吡咯烷こ酸)。即利用酶催化上述羧酸酯的水解动力学拆分来代替传统的化学拆分法。这种羧酸酯水解酶在手性酸、醇和酯的合成中具有广泛的用途。该技术路线中的生物催化剂无毒、温和、具有高选择性和催化效率，并且避免了腈水合酶路线中有毒的腈化物原料，具有很好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之ー在于为解决上述现有技术中所存在的用到大量有机溶剂、操作繁琐、原料有毒性等技术问题，而提供一种鞘氨醇杆菌{Sphingobacterium sp.) SIT102,CGMCC NO. 6158。本专利技术的目的之ニ在于提供上述的一种鞘氨醇杆菌{Sphingobac teri um sp.)SIT102的培养方法。本专利技术的目的之三在于提供ー种将上述的鞘氨醇杆菌{Sphingobac teri umsp.) SIT102作为生物催化剂应用的方法，即作为生物催化剂催化外消旋こ拉西坦酸酯进行对映选择性水解产生左こ拉西坦酸的制备方法。本专利技术所提供的鞘氨醇杆菌i^phingobacterium sp.) SIT102作为生物催化剂可以高选择性、高收率、低生产成本的催化合成左こ拉西坦酸。本专利技术的技术方案 本专利技术的一种鞘氨醇杆菌sp.) SIT102是ー种属于细菌类鞘氨醇杆菌属的菌株，该菌株是通过以下 方法得到的，即从中国东南方地区上海富含油脂的土壤中采集土样，以こ拉西坦酸甲酯或其类似物为唯一碳源经过多轮富集培养后筛选得到的。本专利技术的鞘氨醇杆菌ダsp. ) SIT102菌种具有如下的微生物学特征 I、形态特征 本专利技术所得的鞘氨醇杆菌{Sphingobacterium sp.) SIT102细胞呈椭圆型,O. 4、. 8μ mX O. 8^2. 5 Mm,不具有端生或周生鞭毛，不形成菌丝体。2、培养学特征 在酵母膏-蛋白胨-葡萄糖琼脂上菌落不透明，圆形并向上突起，边缘光滑，呈淡黄色。3、生理生化特征 (1)革兰氏阴性杆状菌；好氧菌； (2)运动性运动能力较差； (3)吲哚产生试验阴性； (4)硫化氢产生实验阴性； (5)淀粉水解试验阳性； (6)明胶液化试验阳性； (7)甲基红试验阴性 (8)伏-普ニ氏试验(VP实验)阳性 (9)柠檬酸盐利用试验弱阳性 (10)尿素利用试验阴性 (11)碳源同化 阳性麦芽糖、甘露糖、甘露醇、葡萄糖、葡萄糖酸、阿拉伯糖、N-こ酰葡糖胺 阴性硝酸盐、亚硝酸盐、鸟氨酸脱羧酶、赖氨酸脱羧酶 (12)生长最适宜温度25 35°C； 根据生理生化试验和《常见细菌系统鉴定手册》、《伯杰细菌鉴定手册》，结合16S rDNA分子生物学鉴定，该细菌属于鞘氨醇杆菌sp.),但又与现有技术中报道的鞘氨醇杆菌有明显不同，其主要不同之处在于可以作为生物催化剂，催化外消旋こ拉西坦酸酯对映选择性水解产生左こ拉西坦酸，并具有较高的产率和较好的立体选择性(产物 e. e. >96%) ο本专利技术的銷氛醇杆菌(Sphingobacterium sp. )SIT102于2012年5月28日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，地址为北京市朝阳区北辰西路I号院3号，保藏编号为CGMCC NO. 6158。采用上述鞘氨醇杆菌(5)9Ai/7ダsp. ) SIT102作为生物催化剂催化外消旋こ拉西坦酸酯进行对映选择性水解产生左こ拉西坦酸的制备方法，其制备过程的反应方程示意图如图3所示，其制备过程包括下列步骤 (I )、鞘氨醇杆菌sp. ) SIT102 的培养 取4°C保存的鞘氨醇杆菌(5)9Ai/7ダsp. )SIT102斜面菌种,挑取一环接种至装有50ml发酵培养基的250ml摇瓶中，在25 35°C下，160 220rpm振摇培养24 48h，离心收获鞘氨醇杆菌sp. ) SIT102菌体，然后将所得的鞘氨醇杆菌(Sphingobac teri um sp. ) SIT102 菌体置于缓冲溶液中； 所述的发酵培养基配方葡萄糖10. Og/L，蛋白胨20. Og/L,KH2PO4 lg/L, K2HPO4 2g/L，MgSO4 O. 5g/L, ρΗ7· 0 ； 所述的缓冲溶液为PH值为6. 5 7. 5的磷酸钾缓冲溶液； (2)、向步骤(I)中含有鞘氨醇杆菌(5)9Ai/7ダοAacieriw sp. ) SIT102的缓冲溶液中加入外消旋こ拉西坦酸酯，加入的外消旋こ拉西坦酸酯经鞘氨醇杆菌如cteri sp. ) SIT102静息细胞催化进行对映选择性水解反应后得反应液； 上述的对映选择性水解反应过程控制温度为20 40°C，时间为3 48h ; 上述反应过程中所用的鞘氨醇杆菌ダsp. )SIT102细胞量、外消旋こ拉西坦酸酯、缓冲溶液的量按鞘氨醇杆菌如cieriw sp. )SIT102细胞湿重外消旋こ拉西坦酸酯缓冲溶液为5 150g 5 IOOmmol 1L计算； 上述的外消旋こ拉西坦酸酯的结构式如图2所示； (3)、将步骤(2)所得的反应液进行分离、纯化，最終得到目标产物左こ拉西坦酸。本专利技术的有益效果 本专利技术采用鞘氨醇杆菌sp. ) SIT102作为生物催化剂对外消旋こ拉西坦酸酯进行对映选择性水解制备左こ拉西坦酸，最終左こ拉西坦酸的产率可达48%以上，光学纯度e本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium？sp.)？SIT102，CGMCC？NO.？6158。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐毅，陈晨，陈建波，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：
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