生物催化生產(chǎn)半胱氨酸
L-半胱氨酸(L-CySH)是組成蛋白質(zhì)的20多種氨基酸中唯一具有還原性基團巰基的氨基酸,為谷胱甘肽的組成成分之一。由于其分子中含有活性的巰基,具有許多重要的生理功能:可以增強肝功能,用于治療肝炎、肝硬化與肝昏迷等癥狀;可以作為解毒劑,解除苯、萘等有毒芳香物質(zhì)及藥物中毒;可用于治療因原子能輻射、X射線以及其它短光波所引起的放射性障礙和各種白血球減少癥;有抗過敏與消除過敏癥的作用;可用于蛋白質(zhì)氨基酸制劑,解毒鎮(zhèn)痛劑、疲勞恢復劑、潰瘍治療劑,L-半胱氨酸還是特效的化痰劑;可促進毛發(fā)生長和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已經(jīng)廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化妝品以及飼料工業(yè)。此外由L-半胱氨酸可以得到多種衍生物,有鎮(zhèn)痛、消炎、退燒、止痛以及抑制細菌和腫瘤生長的作用,目前也在得到不斷的開發(fā)和應用。國內(nèi)目前L-半胱氨酸的生產(chǎn)主要依靠人或動物的毛發(fā)經(jīng)酸水解或堿水解提取L-半胱氨酸后,再經(jīng)過電解還原制得L-半胱氨酸。該方法收率低,能耗高,水解過程產(chǎn)生大量刺激性氣體,廢酸處理困難,對環(huán)境污染嚴重。隨著L-半胱氨酸生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,微生物轉(zhuǎn)化法制生產(chǎn)L-半胱氨酸逐漸取代了毛發(fā)水解制備L-半胱氨酸。微生物轉(zhuǎn)化法制備工藝以其反應條件溫和、專一性強、對環(huán)境友好等優(yōu)點而日益受到重視。本課題組利用自行篩選的高效菌株,通過高密度培養(yǎng)獲得大量菌體,可以將底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸(D,L-ATC)轉(zhuǎn)化為L-半胱氨酸,濃度為5.8g /L,轉(zhuǎn)化率92%,半胱氨酸得率78%。
華東理工大學
2021-04-13