色氨酸的开发与应用进展.pdfVIP

江 西 饲 料 2011年第3期 。 ≯ 摘 要：全文介绍了色氨酸的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。对现 代工业化运行的主要色氨酸生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述 了国内外研究开发的 现状与发展趋势。并探讨 了扩大应用范围等的前景与市场需求。 关键词 ：色氨酸；开发 ；应用 中图分类号：$816．79 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008—6137 2011 03—0021—05 1 理化性质 2 工艺开发 色氨酸 Tryptophan 分子量 204．23，含氮量 2．1发 酵法 13．7％。为 白色或淡黄色结晶粉末，无臭或略有异 以葡萄糖为原料，利用基因重组技术提高色 味，水中溶解度 1．14g 25~C ，溶于热吡啶，微溶于 氨酸发酵用酶的活力。 乙醇，不溶于氯仿、乙醚，在稀酸或稀碱 中较稳 2．2 化学合成酶法 定，但存在其他氨基酸或糖类时则易分解 ，迅速 酶法合成色氨酸途径可归结为 以下三种 ： 加热时于 210~C发黄 。290~C分解。色氨酸属于芳 ①以吲哚乙酸和丝氨酸为原料的酶法。②以吲哚 香族氨基酸 。在动物体 内可转化为烟酸，转化率 和丙酮为原料的酶法。③以吲哚为原料且经由 2％，即 100mg色氨酸可转化为 2mg烟酸。 DL—TMH的酶法 。 含量似 DI，-色氨酸计 I98．5％，氯化物 0．2％， 酶法是利用微生物 L一色氨酸生物合成酶系 氨盐 0．04％。重金属 2xlO ，砷 2xlO 。 的催化功能生产 L_色氨酸的。这些酶包括色氨酸 色氨酸为 仅一氨基一B一吲哚丙酸 ，有 L一型和 酶、色氨酸合成酶、丝氨酸消旋酶等。根据提供这 D一型两种同分异构体。L一色氨酸又称为L一胰化 些酶的微生物种类数，可 以分为双菌酶法和单菌 蛋白酶氨基酸，化学名称为 L一氨基吲哚基丙酸， 酶法两种类型。酶法能够利用化工合成的前体物 是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸。它有三种光 为原料，既充分发挥了有机合成的技术优势。又 学异构体 ，长时间光照则着色。L一色氨酸与水共 具有产物浓度高、收率高、纯度高、副产物少、精 热产生少量吲哚，如在 NaOH、CuSO 存在下加 制操作容易的优点。是一种成本较低的生产 L一色 热，则产生多量吲哚。 氨酸的工业化生产方法。 一 21— 2011年第3期 江 西 饲 料 近年来人们更为倾 向于将色氨酸酶用于色 约为 60％。 氨酸的生物合成。这种方法既发挥了有机合成技 2 酶降解法 单孢菌属、肠杆菌属等类微生 术的优势，又有产物浓度高、收率高、纯度好、副 物产生 的色氨酸酶能使 DL一色氨酸消旋体 中的 产物少和精制操作容易的优点，是一种成本较低 L一色氨酸降解为吲哚、氨和丙酮酸 。采用合适的 的生产色氨酸的工业生产方法。色氨酸酶在正常 树脂可除去这些代谢产物，最终使 D一色氨酸的 情况下降解 L一色氨酸生成丙酮酸、吲哚和氨，但 得率和纯度提高。 在高浓度的丙酮酸和氨气条件下也能有效地催 3 酰胺酶法 L一酰胺酶来源于红酵母细胞 ， 化丙酮酸、吲哚和氨合成 L一色氨酸。 它是 L一型酰胺特异性水解酶 ．能选择性地将 DL一 13本三乐公司利用大肠杆菌k一12取出色氨 色氨酸酰胺 中的L一型降解为L一色氨酸。得到的 酸操纵子 。组合于载体质粒后 ，导人大肠杆菌 L一色氨酸结 晶母液酸化浓缩后得 D一色氨酸酰 31lO。转化株经 NTC诱变 ，得到质粒稳定 的6一兀’ 胺 ，然后化学水解 D一色氨酸酰胺得到 D一色氨酸 。 菌株 ，再赋加 8一氮鸟嘌呤 8-AC抗性成功选育出 生物法合成光学活性物质实质上就是利用 色氨酸高产菌。以代谢控制发酵理论为指导，对 微生物体 内的酶，在新陈代谢过程中将合适的底 L一色氨酸产生菌的定向选育、摇瓶发酵条件、30L 物经过一系列反应转化成所需要的产物 。故该法 发酵罐发酵条件进行了研究。以谷氨酸棒杆菌 又称为酶法转化 。酶法转化具有区域和立体选择 Tx5—32为出发菌株 。经硫酸二乙酯 DES 多次诱 性强、反应条件温和、操作简便 、成本较低、公害 变处理 ．定 向选育 出一株 L一色氨酸产生菌 少等优点，已经受到有机化学家、药物化学家和 TQ2223。 微生物学者的高度重视 。随着当代生物技术的发 酶法是迄今为止合成色氨酸最有应用前景 展 。基 因工程 、细胞工程 、酶工程等新技术 的引 的方法。利用微生物中色氨酸生物合成酶系的催 入，微生物转化的发展已经具有高度的研究价值 化功能生产色氨酸。 和广阔的实际应用前景 。 2．3 拆分法 f41转氨酶法 2．3．1 膜拆分法 膜法拆分 因具有快速方便 、相 枯草杆菌属等体 内存在着