背景技术
D-鸟氨酸(D-Omithine,D-Om)属于非天然氨基酸,具有独特的生物学特性,在多肽药物合成中具有重要作用。L-Om和D-Om分别与铂(Ⅱ)形成的配位化合物,都具有抗肿瘤活性,其中D-Om所形成的化合物具有更为显著的生物活性,但D-Om生产方法较少,生产成本较高。通过发酵法较难获得D-Om;化学合成法所得的鸟氨酸多为外消旋体(DL型),必须进行拆分;不对称化学合成方法,反应步骤较长,所用试剂与原料较为难寻,且价格高昂,不利于D-Om的大规模制备。我们以L-鸟氨酸(L-Omithine,L-Om)为消旋反应原料,经消旋反应得到DL-Om,随后尝试利用蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009-中的赖氨酸脱羧酶(LDC)进行DL-Om酶法转化,可同时获得D-鸟氨酸盐酸盐和腐胺。
制备方法
1、化学消旋反应制备DL-鸟氨酸
在500ml烧瓶中,加入200mmol L-鸟氨酸和20mmol水杨醛为催化剂,同时加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液200ml,反应3h。反应完毕后,加入20ml浓盐酸中和至弱酸性,加入2g活性炭进行脱色处理。过滤后将脱色液继续浓缩至干,加入50ml无水乙醇溶液搅拌溶解1h后,过滤出无机盐氯化钠,再在滤液中通入HCI气体,利用饱和HCL-乙醇溶液结晶滤液中的DL-鸟氨酸盐酸盐,将该溶液置于冰箱中冷冻过夜,经过滤、真空干燥得到DL-鸟氨酸盐酸盐晶体,[α]D20=0°(C=4,6mol/L HCl),收率为90.3%。
2、生物转化及拆分产物分离纯化
利用Hafnia alvei AS1.1009菌体中赖氨酸脱羧酶酶活最佳条件进行生物转化,将经消旋反应所得的40g DL-鸟氨酸盐酸盐配制成1000ml(pH值6.0)DL-鸟氨酸溶液,加10g H.alvei AS 1.1009湿菌体,分装于10只250ml三角瓶中,控制转化体系的温度为37℃,转化液起始pH值8.0,Tween-80浓度为0.5g/L,在菌体浓度为1.0g/100ml的条件下,反应16h至L-鸟氨酸转化完全。
转化液离心后取出菌体,将转化液浓缩至200ml,加入2g活性炭进行脱色处理。将脱色液继续浓缩至100ml,加入200ml饱和HCL-乙醇溶液搅拌均匀,冷却结晶,过滤后真空干燥得到D-鸟氨酸盐酸盐晶体,[a]D20=-22.4°(C=4,6ml/L HCI),收率为46.1%。
参考文献
[1]刘莉,刘毅,樊迪,等. 化学酶法制备D-鸟氨酸盐酸盐[J]. 安徽农业科学,2009,37(20):9317-9319. DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2009.20.003.