离子液体-水双相体系中Gibberella intermedia C1双羟化去氢表雄酮(DHEA)

【目的】考察离子液体-水双相体系中赤霉菌(Gibberella intermedia C1)双羟化甾体类底物去氢表雄酮(DHEA)生成三羟基雄甾烯酮(7α,15α-di OH-DHEA)的生物转化过程。【方法】比较5种不同种类的离子液体([Hmim][PF_6]、[Bmim][PF_6]、[Bmim][BF_4]、[Bmim][NTF2]、[Emim][EtSO_4])对底物转化率和产物得率的影响。优化该双相体系中离子液体的浓度、底物的投料浓度及投料时间等。【结果】选择[Emim][EtSO_4]作为构建该体系的离子液体。摇瓶中最适双相体系转化条件为:菌体生长12 h后,向转化培养基中加入0.8%(体积比)的[Emim][Et SO4],同时投加6 g/L底物DHEA。在5 L发酵罐上,当转化至60 h时,产物浓度高达5.03±0.21 g/L,7α,15α-diOH-DHEA产物摩尔得率达到最高75.5%。【结论】确定了离子液体-水双相转化体系的最适转化条件,并在5 L发酵罐中进行了实验,为该体系的工业化应用奠定了基础。     

微乳体系中11β-羟基甲羟孕酮的C1,2生物脱氢

为改善过程传质,提高甾类药物中间体11β-羟基甲羟孕酮C1,2生物脱氢转化率,采用简单节杆菌Arthrobacter simplex UR016菌株在Tween-80/乙醇/食油/水构成的微乳体系中进行生物脱氢,并考察了微乳体系组成、转化温度、投料浓度对脱氢反应的影响。结果表明:以菌体培养液作为水相,食油作为油相构建微乳体系,食油最适加量为10g/L,表面活性剂Tween-80加量为4g/L;底物经醇溶后水析投料,乙醇最适加量为发酵液体积的7%(V/V);最适转化温度为33oC;当底物浓度为4g/L时,在构建的微乳体系中转化46h,脱氢转化率达88.6%,与水相转化工艺相比提高了66.2%。在该体系中疏水性11β-羟基甲羟孕酮底物得到了有效的增溶和扩散,生物脱氢转化率明显提高。     

生物转化法合成16α-羟基泼尼松龙的发酵工艺研究

目的:研究1株玫瑰产色链霉菌(Streptomyces roseochromogenes)的发酵培养基和底物转化条件,以提高16α-羟基泼尼松龙的转化率。方法:采用紫外与氯化锂复合诱变获得目的菌株TS-58,利用正交实验等方法考查摇瓶发酵条件,研究不同浓度的碳源、氮源对玫瑰产色链霉菌生长的影响,以及不同底物浓度、底物加入时间、装液量、金属离子和添加助溶剂等条件对转化生成16α-羟基泼尼松龙能力的影响。结果:获得最佳转化培养基为葡萄糖10 g/L、可溶性淀粉50 g/L、蛋白胨10 g/L、黄豆饼粉25 g/L、磷酸二氢钾0.2 g/L、硫酸镁0.5 g/L硫酸锌0.5 g/L。在底物投料量5 mg/mL添加0.8 mg/ml PEG助溶剂的最优条件下,16α-羟基泼尼松龙的转化率达到了13.8%。结论:突变株Streptomyces roseochromogenes TS-58能有效地在泼尼松龙上引入16α-羟基羟基,为工业生产16α-羟基泼尼松龙奠定了基础。     

11α-羟坎利酮的高特异性生物转化合成

坎利酮是合成心血管疾病药物Eplerenone的重要中间体,其关键的C11α-羟化反应可以由微生物转化完成。本实验室保藏的根霉(Rhizopus sp.SIPI-0602)可特异性地将坎利酮转化为化合物SIPI-11。通过测定与分析SIPI-11的UV、MS和NMR图谱数据,确定化合物SIPI-11为11α-羟坎利酮。摇瓶转化工艺研究表明,底物投料浓度不高于6g/L时,11α-羟坎利酮的转化率可达到90%以上。     

有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化的影响

考察了有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化反应中转化底物16α,17α-环氧孕甾酮生成11 α, 16α,17α-环氧孕甾酮的转化率和细胞色素P450酶浓度的影响.向培养28 h的培养液中添加终浓度0.035 mol/L的丙酮和1.75 g/L的底物,继续转化48 h.与未添加丙酮相比,添加丙酮后的底物转化率和细胞色素P450酶表达量分别提高了6.8%和30%.说明丙酮添加可明显提高黑根霉甾体11α-羟基化能力和细胞色素P450酶的表达.     

微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究

从实验室保藏的菌种中筛选到一株黑曲霉（Aspergillus niger）SW-33,能够将1g/L的阿魏酸底物转化为0.23g/L的香草酸,相应的摩尔转化率为29.35％;流加四次底物阿魏酸后,产物浓度达到1.11g/L,相应的摩尔转化率为44.9％。为了提高产物浓度,对培养基和发酵条件进行优化,使得该菌株能够将1g/l的阿魏酸底物转化为0.46g/L的香草酸,相应的摩尔转化率为57.81％。提取得到的香草酸,经HPLC测定,纯度为85.9％;提取收率为75.2％。用含香草酸的转化液,或者用提取的结晶香草酸,加入朱红密孔菌（Prcnporus cinnabarnus）SW-0203发酵培养液,可得到转化产物香草醛。     

赭曲霉的高密度培养对坎利酮转化的影响

目的:研究赭曲霉高密度培养的发酵培养基及条件,实现坎利酮的高转化.方法:选取廉价易得的培养基成分并进行优化,同时对发酵条件进行优化,得到了最优发酵培养基配方及培养条件.结果:发酵培养基最优配方为:葡萄糖20g/L,玉米浆20g/L,酵母膏20g/L,K2HPO4 2.5g/L.种子液最佳培养时间为24h,发酵培养基初始pH 5.8,接种量为8%,装液量200mL/1000mL,摇床转速为180 r/min,28℃,底物投料时间24h,发酵结束时间72 h.结论:将该工艺在7L发酵罐中放大,菌体密度达到25.36g/L,11α羟基坎利酮的转化率为86.1%.     

微生物转化雄甾-4-烯-3，17-双酮的菌种筛选和转化条件的初步研究

雄甾-4-烯-3,17-双酮(简称4AD)是甾体药物的重要中间产物,其11α羟化产物可制成治疗心血管疾病的药物。通过对30株不同种属真菌转化4AD能力的筛选,获得球孢白僵菌(Beauveria bassiana)QY2A对4AD有高效C11α羟化能力,得到目标产物C11α-羟基雄甾-3,17-双酮(简称11α-OH-4AD)。另对该菌株的转化条件进行优化,结果表明:初始pH值6.0,温度28℃,转速180r/min,转化时间60h,助溶剂甲醇终浓度和底物浓度分别为2.5%和2.5g/L时,11α-OH-4AD的转化率为65%,比未优化的转化率提高了51.2%。     

Gibberella intermedia CA3-1羟基化去氢表雄酮的工艺

利用Gibberella intermedia CA3-1对甾体化合物去氢表雄酮(DHEA)进行C7α-羟基化反应研究。用单因素实验的方法考察接种量、装液量、转速、有机溶剂助溶、投料浓度以及底物投加时间对产物7α-羟基去氢表雄酮(7α-OH-DHEA)生成的影响。最终确定最适工艺条件:接种量6%,装液量30 m L(250 m L三角瓶),转速220 r/min,体积分数6%丙二醇助溶,接种时即添加底物,底物DHEA质量浓度1 g/L,转化时间36 h。采用优化后的转化条件,7α-OH-DHEA摩尔得率为72.34%。     

Penicillium raistrickii 15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

Gibberella intermedia C2转化4-雄甾烯-3、17-二酮的研究

甾体化合物具有独特的生理活性,已被广泛应用于抗炎、利尿、免疫、避孕及抗癌等领域。近些年,生物催化与转化在甾体药物中间体合成中发挥的作用日益强大。为了能够合成一些具有潜在价值的新型甾体化合物,以实验室菌种库中保藏的一株Gibberella intermedia C2为研究对象,选取了雄甾烷中一种有广泛用途的化合物4-雄甾烯-3、17-二酮(简称雄烯二酮,AD)为底物进行生物转化。转化液经提取分离,最终获得2个转化产物,经结构鉴定分别为15α-OH-AD和11α,15α-diOH-AD。转化机制研究发现,G.intermedia C2先将底物的15位羟基化生成15α-OHAD,再将其11位羟基化形成双羟基产物。赤霉菌能够特异性、有序地完成对AD的两步羟化反应。此外,通过工艺优化,确定了羟化4AD反应的最适工艺参数如下:发酵培养基的初始pH 6.5,装液量30ml/250ml,底物浓度6.0g/L,转化温度28℃,摇床转速220r/min,转化周期为84h。此时,底物AD的摩尔转化率达到81.5%。     

循环利用重组大肠杆菌细胞转化合成丁二酸

研究了回收丁二酸发酵液中的大肠杆菌进行细胞转化的可行性,以转化率和生产效率为指标,考察了不同菌体浓度、底物浓度、pH调节剂对细胞转化的影响。发酵结果表明大肠杆菌可以在仅含有葡萄糖和pH调节剂的水环境中转化生产丁二酸,并确定了最佳的转化条件为:细胞浓度(OD600)50,底物浓度40g/L,缓冲盐为MgCO3。基于优化好的条件,在7L发酵罐中进行重复批次转化,第1次转化的转化率和生产效率分别达到91%和3.22g/(L·h),第2次转化的生产效率和转化率达到了86%和2.04g/(L·h),第3次转化的转化率和生产效率分别达到了83%和1.82g/(L·h)。     

Penicillium raistrickii15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究*

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

β-环糊精对甾体微生物羟化反应的影响

考察了β-环糊精(β-cyclodextrin, CD)对雄甾-4-烯-3,17-二酮(androst-4-ene-3,17-diorle,AD)在水中的溶解度及微生物对其11а羟化反应的影响,结果表明β-环糊精能显著提高底物AD在发酵培养基中的溶解度,增溶效果优于有机溶剂.在底物投料浓度0.2%(w/v)时,与4%无...     

双酶偶联转化富马酸制备β-丙氨酸的工艺的建立与优化

酶转化法是生产β-丙氨酸的重要途径,但单一酶法转化存在底物价格较高的问题。通过构建双酶催化体系制备β-丙氨酸,即将来源于大肠杆菌的天冬氨酸酶(AspA)和来源于谷氨酸棒杆菌的L-天冬氨酸α-脱羧酶(PanD)偶联,以富马酸和氨为底物进行酶促反应合成β-丙氨酸。催化反应中AspA与PanD的最适加酶比例为1∶80,其中AspA的浓度为10μg/mL,转化温度为37℃,pH为7.0;浓度为100 mmol/L的富马酸可在8 h内被完全转化,转化率为100%,摩尔产率为90.9%,β-丙氨酸的产量为90 mmol/L,约为7 g/L;浓度为200 mmol/L的富马酸在反应8 h后,体系中β-丙氨酸的产量为126 mmol/L,约合9.8 g/L,继续延长反应时间,转化率并没有明显提高。根据该研究提出的双酶偶联转化工艺可将价格低廉的富马酸一步转化为具有高附加值的β-丙氨酸。     

三羟基雄甾烯酮高转化菌株的选育及工艺优化

以能将去氢表雄酮 (DHEA) 转化为三羟基雄甾烯酮 (7α,15α-diOH-DHEA) 的赤霉菌Gibberella intermedia CA3-1为出发菌株,对其进行了诱变选育及工艺优化,以期提高转化效率。采用0.12 mg/mL亚硝基胍诱变处理赤霉菌孢子悬液30 min,以350 μmol/L酮康唑为最低抑制浓度进行抗性平板筛选,最终获得一株遗传稳定性较好的高产菌株M-10,其产物摩尔得率达到70.2%,为出发菌株的1.2倍。通过摇瓶转化工艺的优化,确定了突变菌株的最适转化工艺。在优化的转化工艺下,当底物DHEA投料浓度为5 g/L时,7α,15α-diOH-DHEA摩尔得率提高到75.6%,较原始菌株提高了31.3%。     

1株能利用高粱汁产L-乳酸的菌株鉴定及培养基优化

以产L-乳酸的菌株A2为对象,采用16S rRNA基因测序法结合菌株的表型特征进行鉴定,以甜高粱汁为主要培养基质,采用响应面设计软件对该菌种的发酵培养基进行优化。结果表明,A2菌株为Lactobacillus plantarum S4,优化得到的甜高粱汁培养基配比为甜高粱汁327. 83 g/L,蛋白胨1. 67 g/L,磷酸氢二钾4. 7 g/L,硫酸锰0. 17 g/L,在此培养基配比下,Lactobacillus plantarum S4厌氧发酵68 h后,L-乳酸产量达(61. 20±1. 36) g/L,L-乳酸/葡萄糖转化率(90. 74±2. 28)%,L-乳酸/蔗糖转化率(47. 20±1. 81)%。     

生物转化合成苯乳酸工程菌的培养条件优化

本研究旨在优化重组大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3) harboring pRSF-aad-ldh10-fdh菌株的培养条件,获得高密的供生物转化苯丙氨酸为苯乳酸的细胞。实验考察了摇瓶发酵培养基碳源、氮源种类和浓度,3 L发酵罐中转速和通气量及恒速补料、DO-stat和pH-stat等不同分批补料策略对菌体密度的影响。结果表明,当碳源为4 g/L葡萄糖,氮源为24 g/L安琪酵母浸粉FM802,细胞干重最大可达9.24 g/L;当转速为400 r/min和通气量为1.5 vvm时,细胞干重最大可达10.18 g/L;以4 g/(L·h)恒速流加葡萄糖时,细胞干重最大可达13.71 g/L。本研究还对工程菌酶表达的诱导条件进行了优化,菌体培养2 h后,添加终浓度为0.08 mmol/L IPTG诱导剂,在25℃下诱导培养14 h所得细胞有利于生物转化。底物苯丙氨酸浓度为60 g/L,转化为苯丙酮酸的转化率为50.2%,转化为苯乳酸的转化率为35.2%。     

氧化葡萄糖酸杆菌生物催化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸

3-羟基丙酸是一种潜在的重要化工产品,可作为中间体合成多种有经济价值的工业用化合物。文中利用氧化葡萄糖酸杆菌生物催化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸。首先在50 mL摇瓶中(转化体系为10 mL)考察细胞加入量、底物和产物浓度等对催化反应的影响。在此基础上,在2 L鼓泡塔中(转化体系为1 L),采取适当的补料方式和生物转化与分离相耦合的手段解除抑制,以提高目标产物终浓度。结果表明:高底物和产物浓度通过降低反应初速度抑制转化的进行,并确定了最佳催化反应条件为6 g/L菌体量,pH 5.5。利用流加补料方式维持反应体系中底物浓度在15~20 g/L,经过60 h的反应,3-羟基丙酸的浓度达到60.8 g/L,生产强度为1.0g/(L.h),转化率为84.3%。采用生物转化与分离相耦合的方法,经过50 h的转化反应,3-羟基丙酸的总产量达76.3 g/L,生产强度为1.5 g/(L.h),转化率83.7%。研究结果对利用氧化葡萄糖酸杆菌的不完全氧化醇类化合物特性实现其在工业生物催化中的应用具有一定的指导意义。     

基于信号肽和分子伴侣策略促进大肠杆菌高效转化尿苷

以大肠杆菌作为嘧啶核糖核苷水解酶(pyrimidine-specific ribonucleoside hydrolase RihA,RihA)表达宿主,利用生物转化的方法将尿苷高效转化为尿嘧啶。首先构建pET22b-RihA质粒,在大肠杆菌BL21(DE3)中重组表达,研究尿苷的转化情况。采用优化pET22b-RihA质粒信号肽和与分子伴侣质粒共表达两种策略进一步提高大肠杆菌转化尿苷的效率。来源于碱性磷酸酶的PhoA信号肽和分子伴侣GroES-GroEL共表达的菌株F在投底物发酵时转化效果最好,当底物浓度为65 g/L转化15 h时,菌株F几乎将尿苷完全转化,尿苷转化率达到98.9%,而原始菌株A的尿苷转化率仅为80.2%。进一步对菌株F转化尿苷的浓度进行优化,投入一倍体积的尿苷底物后继续培养约53 h尿苷转化完全,得到尿嘧啶产量为73.45 g/L,尿嘧啶产率为98.16%。发酵液上清中RihA酶活最高的为PelB信号肽和分子伴侣GroES-GroEL共表达的菌株C,其RihA酶活是原始菌株A的10.0倍。其中总可溶性RihA酶活最高的为PhoA信号肽和分子伴侣DnaK-DnaJ-...