作 者 :刘学; 薛亚平; 柳志强; 王亚军; 郑裕国
期 刊 :生物加工过程 2013年 11卷 01期 页码:5-11
关键词:青霉素G酰化酶;(S)-邻氯苯甘氨酸;拆分;优化;
摘 要 :对产青霉素G酰化酶的重组枯草芽胞杆菌发酵产酶条件进行优化,确定优化后的发酵条件:可溶性淀粉10 g/L、蛋白胨12 g/L、酵母粉3 g/L、NaCl 10 g/L; pH 7.5、培养温度37 ℃、装液量80 mL(500 mL三角瓶)、培养28 h,青霉素G酰化酶的表达水平由最初的7.34 U/mL 提高至18.23 U/mL。以表达青霉素G酰化酶的枯草芽胞杆菌发酵液为酶源,在水相中对映选择性催化N-苯乙酰-(R,S)-邻氯苯甘氨酸制备(S)-邻氯苯甘氨酸,当底物浓度为100 mol/L时转化4 h,转化率达44.2%。对底物浓度为80 mmol/L反应液中的(S)-邻氯苯甘氨酸进行分离,达到理论收率的94.29%(以N-苯乙酰-(R,S)-邻氯苯甘氨酸的0.5倍摩尔量为理论产率),e.e.值大于99.9%。170 ℃条件下,N-苯乙酰-(R)-邻氯苯甘氨酸与苯乙酸共熔消旋为N-苯乙酰-(R,S)-邻氯苯甘氨酸可用于循环拆分。
全 文 :!11
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Preparationof(S)2chlorophenylglycineusingpenicilinGacylase
LIUXue,XUEYaping,LIUZhiqiang,WANGYajun,ZHENGYuguo
(EngineeringResearchCenterofBioconversionandBiopurificationoftheMinistryofEducation,
InstituteofBioengineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China)
Abstract:CultivationconditionsofrecombinantBacilussubtilisexpressingpenicilinGacylasewere
investigated.Theoptimizedfermentationconditionswereasfolows:solublestarch100g/L,peptone12
g/L,yeastextract3g/L,andNaCl10g/L;fermentationtemperature37℃,flaskcolumn80mLin500mL
flask,andinoculationtime28h.Undertheoptimalconditions,thepenicilinGacylaseactivityincreased
from734U/mLto1823U/mL.(S)2chlorophenylglycinewasresolvedbyenantioselectivecatalyticof
Nphenylacetic(R,S)2chlorophenylglycineinaqueousphaseforthepresenceofpenicilinGacylasefrom
recombinantBacilussubtilis.Whenthesubstrateconcentrationwas100mmol/Landthereactiontimewas
4h,theconversionreached44.2%.(S)2chlorophenylglycinewasisolatedfromthereactionmixtureof80
mmol/Lsubstrateconcentrationinenantiomericalypureform(>99.9% e.e.)and9429% yield.
Nphenylacetic(R)2chlorophenylglycinewasracemizedat170℃ forrecycling.
Keywords:penicilinGacylase;(S)2chlorophenylglycine;resolution;optimization
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6.5 5.25±0.71 10.09±0.28 77.38
7.0 5.35±0.35 12.62±0.52 96.78
7.5 5.63±0.25 13.04±0.14 100
8.0 5.35±0.42 12.74±0.52 97.70
8.5 5.20±0.25 11.65±0.63 89.34
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37 5.88±0.39 13.76±0.13 100
40 5.70±0.07 13.70±0.04 99.56
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[21-22],
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PGA
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1823U/mL,
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28h
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Fig.7 TimecoursesofcelgrowthandPGA
activityinbatchculture
2.3
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2.3.1
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4.856g(80mmol/L)N
LN
(R,S)
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l
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40℃,180
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(S)
UVLSø,
。
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(S)
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8
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50~180min
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,
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(S)
UVLSø,`
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3988mmol/L,
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35~4h
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,N
LN
(R,S)
UVLSø,`
)µVT°ìÌ
49.85%。
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(S)
UVLSø,
。
G
8
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、
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Fig.8 Efectsofenzymaticreactiontimeonsubstrate
andproductconcentration
2.3.2
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LN
(R,S)
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(30~160mmol/L),
40℃
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,
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,4h
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,
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,
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120mmol/L
¿
,
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,
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,
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,
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¿
,
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Ì
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,
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Fig.9 Efectsofsubstrateconcentrationon
conversion,initialrateande.e.p
2.4 (S)
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LN
(R,S)
UVLSø,
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5%
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,HCl
k
pH
l
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(
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,
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200mL,40℃、180r/min
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4h。
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,
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65℃
(/0l
50mL,
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,
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`
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pH
l
20,
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。
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,
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LN
(R)
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3.3g。
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(3×20mL)
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,
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pH
l
70,
(/°Ç#f§Áß
,
{
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,
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(S)
UVLSø
,
1.4g,
³°
9429%(
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N
LN
(R,
S)
UVLSø,`
0.5
)µ^6
)。[α]25D =
+90(c1,1mol/LHCl),
3ª
[18][α]25D =+89
(c1,1mol/LHCl)。e.e.pj 999%。
1HNMR
(500MHz,D2O)δ752(d,J=8.0Hz,1H),7.50~
7.34(m,3H),5.15(s,1H)。
2.5 N
z
(R)
z5ÇÈ
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N
LN
(R)
UVLSø,ULN
,`Øj5Ü6
,
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170℃
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15min,
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,
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,
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0,
ý°
100%。
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3
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(3×100mL)
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,
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N
LN
(R,S)
UVLSø,
23g,
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9473%。
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,
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10g/L、
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g
12g/L、
hi
3g/L、NaCl10g/L;pH75、`
a
³
37℃、
ó~^
80mL(500mL
R
),
4h
28h
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1823
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,
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9429%,e.e.p
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999%。N
LN
(R)
UVLSø,UL
N,¥7ýÖ
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LN
(R,S)
UVLSø,
,
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94.7%,
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