氨基酸的生产与应用

氨基酸工业是1909年以谷氨酸钠作为一种调味料首先在市场上出售开始的,其后得到不断的巩固和发展。目前,氨基酸的生产产值已达到约十亿美元的水平。氨基酸的生产就其方法而论有蛋白质水解抽(?)法、微生物发酵法、酶法和化学合成法。从化学合成去制取天然L-型氨基酸,通常还要经过光学拆分和D-型异构体的外消旋化两个步骤。氨基酸的最重要用途是用来补充植物性食物和饲料中所缺少的必需氨基酸。我们姑且不谈氨基酸在食品工业上的应用,就是在医药方面作为高营养制剂和治疗药物也变得越来越重要。     

L—天门冬氨酰胺一水合物的合成

<正> L-天门冬氨酰胺是构成蛋白质的一种氨基酸成分。因此是一种重要的生化试剂。在医药上,它是氨基酸输液(20种氨基酸)的一个组分。目前,国内只报导了用抽提法生产L-天门冬氨酰胺的工艺,由于原料来源有限,生产量满足不了市场上的需要。而在国外则主要以化学合成法生产L-天门冬氨酰胺。如日本就是采用化学合成法,由L-天     

离子交换吸附L-色氨酸的研究

L-色氨酸是含吲哚环的芳香族氨基酸,也是人类必需的氨基酸之一,目前,工业上除部分采用化学合成法外,主要采用前体发酵法和酶促转化法生产。随着在医药、食品和饲料加工中应用的开拓,市场的需求量日益增加,色氨酸生产具有广阔的前途。     

合成生物学与代谢工程在谷氨酸棒杆菌产氨基酸中的应用

氨基酸是重要的化合物,在食品、医药、化工等领域具有广泛用途.多种氨基酸可以通过蛋白质水解提取法、化学合成法以及微生物法生产,现如今大部分的氨基酸都开始尝试微生物发酵法实现工业生产.谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)作为发酵生产氨基酸的先驱者,其生产的氨基酸产量已达年产数百万吨.随着合成生物学技术以及新一代基因编辑技术的兴起,谷氨酸棒杆菌能生产的氨基酸种类从传统的几种氨基酸扩大到了几乎所有氨基酸及其衍生物.本文综述了近年来利用代谢工程及合成生物学工具对谷氨酸棒杆菌的改造技术,并介绍了一些利用谷氨酸棒杆菌生产传统氨基酸以及非天然氨基酸的典型案例,为谷氨酸棒杆菌突破所有氨基酸生产瓶颈提供参考.     

氨基酸生产与应用进展

<正> 目录一、序二、氨基酸的生产技术(一)发酵法(二)化学合成法(三)酶与化学—酶法(四)蛋白质水解物提取法三、氨基酸在各个工业领域中的应用     

氨基酸生产和海洋生物的氨基酸资源开发

氨基酸在医药、食品、饲料等领域有着极为重要和广泛的用途,世界上氨基酸总需求量以５～１０％递增,市场竞争十分激烈。生物资源提取、化学合成、生物合成和综合法是生产氨基酸的４种技术,目前的发展趋势为生物合成和综合法,特别是将现代生物工程技术应用于氨基酸生产。另外,氨基酸生产领域另一个新的倾向是海洋生物氨基酸资源的开发和应用,尤其是海洋生物所产生的特殊氨基酸、肽及其衍生物的开发,同时,综合利用海产品加工后的废弃物来生产氨基酸也受到重视。     

氨基酸生产新技术的发展—发酵法

<正> 一、发酵法氨基酸的生产技术,有蛋白质水解液提取法、化学合成法和发酵法,它们各有特色。在含有碳源、氮源以及盐类等单纯培养基中,微生物几乎能生成所有的氨基酸。但是,微生物具有严密的调节机制,它只高效率生成对自己生存所必须的量而从不过量。因此,要想使氨基酸发酵生产成为可能,就必须解除微生物的这一调节机制,譬如在一特殊环境下培养微生物     

L-丙氨酸厌氧发酵关键技术及产业化

传统氨基酸制造主要是通过化学合成或好氧发酵实现。相对于化学合成,微生物发酵可以实现以可再生资源为原料直接生产氨基酸,减少了对石油基原料的依赖,解决了化学合成高污染、高能耗等问题。好氧发酵具有生长快、产量高等特点,但好氧发酵中大量碳源用于细胞生长容易造成糖酸转化率低、能耗高等问题。厌氧发酵是近年来新出现的氨基酸生产模式,具有操作简单、无需通氧、糖酸转化率高容易接近理论最大值等优势。L-丙氨酸是国际上首个实现厌氧发酵产业化生产的氨基酸。本文以L-丙氨酸为例,综述了氨基酸厌氧发酵过程中的关键问题及其在产业化实施中的应用。未来,随着厌氧发酵关键技术在更多化合物生物制造技术中的突破,这种低成本、高效、低碳环保型发酵方式将会带来更大的经济价值和社会效益。     

3-脱氢莽草酸生物合成的代谢工程

3-脱氢莽草酸,是芳香族氨基酸生物合成代谢途径中一种重要的中间产物,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料。这样以无毒可再生物质为起始原料的合成方法与传统的有机合成化学制剂的方法相比,对环境更加有利。此外,它还是一种十分有效的抗氧化剂。工业上一般采用化学合成法和发酵法来生产3-脱氢莽草酸,随着代谢工程的兴起,使得更加理性改造菌株成为可能,这更加促进了发酵法的广泛应用。本文主要介绍了代谢工程在生物合成3-脱氢莽草酸生产菌改造中的应用情况,其中涉及3-脱氢莽草酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和3-脱氢莽草酸合成支路的修饰等,并探讨了将来的发展前景。     

生物法合成γ-氨基丁酸的研究策略*

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一种极易溶于水的非蛋白质氨基酸,被广泛应用于食品和制药工业中,市场需求量极大。可通过化学合成法、植物富集法、微生物直接发酵法和生物转化法生产。近年来,因生物法合成GABA具有相对优势,受到研究者们的重视。对GABA的生产方法、生产GABA的微生物、微生物合成GABA的关键代谢途径和GAD酶的定向改造策略进行了论述。     

微生物发酵法生产L-色氨酸的代谢工程研究

L-色氨酸作为人体内的一种必需氨基酸,广泛应用于医药、食品与饲料等行业.工业上采用的色氨酸生产方法有化学合成法、转化法及微生物发酵法.近年来,随着代谢工程在色氨酸菌种选育中的成功运用,微生物发酵法逐渐成为主要的色氨酸生产方法.系统综述了微生物发酵法生产色氨酸所涉及的代谢工程策略,包括生物合成色氨酸的代谢调控机制以及途径...     

氨基酸纸层析中茚三酮显色改良法

本文报道氨基酸纸层析中茚三酮显色与展层同时进行的改良方法,此方法克服了以前操作上的烦琐和斑点模糊等不足点。自1944年Consdon、Gordon和Mortain提出用滤纸来分离氨基酸、糖、肽类等物质以来,在国内外均用茚三酮喷雾法和浸湿法来显色,作为定性、定量的检测方法之一。目前国内在氨基酸研制和生产方面大多数还是采用纸层析法、而层析法中其重要的环节是显色,显色主要采用茚三酮喷雾和浸湿二法,此法不易掌握,我们根据目前生产上和氨基酸研制工作上急需解决的问题,提出了一个改良的显色法,即展层和显色同时进行,达到了较满意的效果。     

糖基化学品的生物制造

正目前,糖基化学品的合成主要通过提取法、化学合成法来生产,然而这些合成法存在严重的弊端。化学合成法会带来严重的环境污染且生物活性低;提取法收率较低,原料有限。代谢工程作为一种重要糖基化学品合成工具,已经成为替代原有化学合成方法的有效策略。综述了N-乙酰氨基葡萄糖、木糖醇、海藻糖、甘草酸等几种应用广泛的精细糖基化学品的生物制造与应用,并讨论了生物制造糖基化学品的前景和挑战。     

微生物生产3-羟基丁酮研究进展

3-羟基丁酮是一种重要的化学合成中间体和多功能材料,广泛应用于食品、制药、化工等领域。相比化学合成法和生物酶转化法,微生物发酵法具有低成本、高纯度、高产率等特点。本文在详细总结微生物发酵生产3-羟基丁酮在菌种选育、代谢机制以及高产策略等方面研究进展的基础上,展望了微生物发酵法生产3-羟基丁酮的优势和发展方向。     

微生物法生产L-丝氨酸代谢工程研究进展

L-丝氨酸是生物体内一种重要的中间代谢产物,为甘氨酸等多种氨基酸、核苷酸、胆碱、磷脂的合成前体,现已广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。L-丝氨酸的生产方法有蛋白质水解提取法、化学合成法、转化法及微生物发酵法,其中微生物发酵法具有原料廉价、环境污染小、产物纯度高等优点。系统综述了微生物发酵法生产L-丝氨酸所涉及的代谢工程策略,包括微生物合成L-丝氨酸的各种代谢调控机制及相应采取的改造措施和效果,并探讨了L-丝氨酸育种技术未来的发展趋势。     

酶法生产L-高苯丙氨酸的研究进展

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景。目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用。因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究。本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础。     

微生物酶法转化生产L-半胱氨酸的工艺研究

L-半胱氨酸(Cys)侧链巯基是构成蛋白质活性基团的重要氨基酸,在生物化学、医药、食品、饲料、化妆品等行业具有广泛的用途,国内外的需求量逐年增长.然而,Cys难以通过单纯的微生物发酵来进行生产;由于化学合成的步骤繁多,也很难进行化学合成.传统生产方法沿用毛发酸解制取L-半胱氨酸,收率低,能耗高,水解过程产生难闻气体及大量废酸,环境污染严重.     

S-腺苷甲硫氨酸的研究进展

S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲硫氨酸和三磷酸腺苷相结合的代谢物,广泛存在于动植物和微生物体内,参与40多种生化反应,主要作为三种代谢途径(转甲基、转硫基、转氨丙基)的前体,临床上被广泛用于治疗肝病、抑郁症、关节炎等。SAM的制备方法主要有化学合成法、酶促合成法、发酵法三种。化学合成的SAM是消旋体,需进行光学拆分,且存在产率低、原料L-高半胱氨酸价格昂贵和环境污染等问题。酶促合成法合成的SAM纯度高,但原料ATP成本太高。发酵法已成为目前生产SAM最常用的方法,欧洲利用发酵法生产SAM已实现了产业化,但国内的起步较晚,目前还处于实验室研究阶段。因此,应加强发酵法生产SAM的产业化关键技术研究。     

DL-蛋按酸及衍生物的合成与拆分研究进展

综述了蛋氨基酸及其衍生物的化学合成及化学拆分近年来的研究进展.第一部分讨论了DL-蛋氨酸及其衍生物的化学合成,包括丙烯醛法、丙二酸酯法,氨基内酯法等,并着重介绍了海因法.第二部分为 DL-蛋氨酸的手性拆分,主要包括膜分离,加合物、络合物形式分离,用苯丙氨酸拆分,衍生物分离等拆分方法,还介绍了生物酶拆分方法和其它有关拆分方法的进展.     

谷氨酰胺提取分离研究

谷氨酰胺是一种十分有用的氨基酸,它既可作为治疗药物,又可作为其它合成药物的前体。目前国内以谷氨酸为原料,采用化学合成法生产谷氨酰胺,供作试剂用,产量十分有限。日本用发酵法生产谷氨酰胺,年产1000吨,还有增加趋势。谷氨酰胺的销售价格比较高,经济效益可观。近年来国内有好几个研究小组都在进行谷氨酰胺发酵研究。我们是国内第一个谷氨酰胺研究组,已在5m~3发酵罐上取得中试成功。谷氨酰胺发酵液中混有谷氨酸,而这些少量的谷氨酸采用等电点沉淀法并不能将它们去除,影响谷氨酰胺的纯度。我们采用离子交换树脂法,成功地将谷氨酸从谷氨酰胺和谷氨酸的混合物中分离掉,得到单一的谷氨酰胺。在将发酵液上柱交换之前,必须对发酵液进行预处理,我们试验了4种不同方法,结果表明第4种方法更适合工厂使用。从我们使用过的几种树脂的分离效果及树脂的价格看,考虑到工