谷氨酰胺的研究和开发进展.pdfVIP

第二届全国发酵工程学术讨论台论文集1998 谷氨酰胺的研究及开发进展 许平孙际宾沈亚领 山东大学微生物技术国家重点实验室(济南250100] 摘要谷氨酰胺是一种条件必需性氨基酸，在生命活动中起着重要的作用。 它是构成萤白质的氨基酸，又是合成含氮生物物质的氮源，与组织生长和修郡有 密切的美系．在不同纽织中谷氨酰胺具有不问的代谢功用，起着重要的生理作用． 它不仅是一种重要的生化试剂，同时也是一种极有发展前途的新药． 关键词谷氨酰胺．氨基酸，药物，发酵 谷氨酰胺是L～谷氯酸的Y一羧基酰胺化物，在生命活动中起着重要的作用． 它在细胞的氮代谢中除作为构成蛋白质的氨基酸参与蛋白质合成外，谷氨酰胺的 酰胺氮又能作为氮源参与核酸和糖蛋白等合成．谷氨酰胺在不同的组织中有不同 的代谢功用，在肾脏是肾小管泌氨作用的主要氮源，在肝脏是糖异生和尿素合成 的原料，在神经组织又是神经递质的前体物质，在血液中有暂时解除氨毒的作用． 谷氨酰胺是体液内最丰富的氨基酸之一．血液内这种氨基酸的浓度最高，达500— 900 i_imol／L，体内游离的氨基酸库中61％是谷氨酰胺．人体内的谷氨酰胺主要储 存在骨骼肌肉内。它的浓度要高于体内环境的30倍，需要时才释放出来．谷氨酰 胺有多种功能，例如它可以增强免疫功能、维护酸碱平衡、增加细胞体积、增强 肌肉细胞蛋白质合成．近年来的医学发现表明，谷氨酰胺缺乏将引发多种疾病， 谷氨酰胺的补充则对肌体各种机能都有广泛而重要的影响，现在已普遍认为谷氨 酰胺是一种务件必需性氨基酸．所以，谷氨酰胺不仅是一种重要的生化试荆，同 时也是一种极有发展前途的新药． 对于谷氨酰胺这类药用氨基酸．国外产量十分可观．尤其是日本，发展十分迅 速。1977年日本用发酵法生产谷氨酰胺的年产量迭100吨，1979年上升到500 吨，90年则上升到1200吨，并有逐年递增的趋势．用发酵法生产谷氨酰胺，日 本发酵浓度述609／I，韩国发酵水平为509／I，日本味之素公司报道其谷氨酰胺提取 总收率为40％．还未见欧美等国家有投入生产的报告．我国在药用谷氨酰胺生产 上尚属空鼠国内至今尚未有一家用发酵法生产谷氨酰胺。 国内至今发酵法没有投产的主要原因是茵种和发酵工艺两方面的不足，尤其是 后者．自1992年起，山东大学微生物技术国家重点实验室以实验室分离保存的一 椿菌株作为出发菌株，经过近五年的定向选育和菌椿构建，成功地选育了谷氨酰 胺高产茵株，并对该茵株进行了摇瓶发酵研究，找到了高产培养基配方．后又依 托重点实验室世界一流的发酵和分析检测设备，在德国B．BRAUN计算机自控发酵 罐上进行了较为系统的研究，结合国外和实验室代谢工程研究结果。找到了制约 一23S一 第二届垒国发群工程学术讨论会论文集1998 工艺突破的因素，小试发酵最高达列62g，l以上的水平．谈翦株及发酵工艺正拟申 报国家专利．目前，谊实验宣已初步完成了谷氨酰胺发酵提取工艺，提取总牧率 45％以上． 我国是谷氨酸第一生产大国和消费国。谷氨酰胺作为谷氨酸的结构类似物，可 由谷氨酸生产茵改变发酵条件生产，生产设备和提取方法均有类似可借鏊之处． 谷氨酰胺的研究开发对我国氨基酸工业及人民的医疗保健事业都将是一个很大的 贡献，其社会效旋是明显的． 现在国际市场上谷氨酰胺价格大约100万元左右，吨．谷氨酰胺的生产成本大 约为谷氨酸的3—4倍．如果按谷氨豌胺牟产量1000吨钟，原料药产值约为o 亿元人民币．消化道溃疡和脑神经功能疾病在我国乃至世界都属多发病．对于我 们这样一个12亿人口的大国，药用氨基酸需求量很大，有巨大的潜在市场．药用 谷氨酰胺长期以来一直依靠进付，价格昂贵．如果加工成药荆后将可创造更欠的 经济效益，产品还可大量出口外销创汇． 谷氨酰胺投产后必将带来巨欠的经济效益和社会效益． 参考文献 1，蒋立锐，谷氨酰胺在代谢中的作甩．囊基醴赢鑫1988，(4)：17 2．雷绍青．氨基酸在临床上的应用．筑蔗改亲怎1988。(4)：26 4．戴定威，是圣楣，李教等．谷氨疏胺对体外培养人小肠上皮细胞缺氧复瓤损伤的保护作 用．氧蔗跋和生钐萨龋1997。19(3)： 5．vanOer