介绍
(R)-3-氨基丁酸，也称为(R)-β-氨基丁酸或(R)-Baclofen，是一种非蛋白氨基酸，分子式为C4H9NO2，分子量为103.12 g/mol，CAS号为367-60-2。外观为白色结晶性粉末。它在水中溶解度较低，可溶于碱性溶液。熔点约在230°C左右。它具有光学活性，是手性分子的R型。
(R)-3-氨基丁酸
用途
(R)-3-氨基丁酸，即(R)-Baclofen，是一种重要的神经递质γ-氨基丁酸(GABA)的衍生物，作为GABA-B受体的特异性激动剂，它能够模拟GABA的作用，通过结合GABA-B受体产生抑制性神经传递效应，从而减少神经元的兴奋性。它主要用于治疗由多种原因引起的肌肉痉挛，如多发性硬化症、脊髓损伤、脑损伤或其他神经系统疾病，也用于减轻肌肉紧张和僵硬，改善肌肉的运动功能。
合成
存在的问题
目前(R)‑3‑氨基丁酸的制备方法主要有化学合成法和酶催化法。化学合成包括如：利用乙酰乙酸乙酯为原料，与乙酰胺缩合，经不对称氢化，经水解得到(R)‑3‑氨基丁酸的方法。最几年来，随着市场对(R)‑3‑氨基丁酸的需求越来越大，出于降低成本，减少污染的要求，利用酶法催化生产(R)‑3‑氨基丁酸的报道逐渐增多。现有技术中，利用酶法催化制备(R)‑3‑氨基丁酸普遍存在两个问题：1)酶催化方法制备(R)‑3‑氨基丁酸，通常需要添加铵盐来提高转化率，铵盐的添加会增加后期(R)‑3‑氨基丁酸的制备提纯复杂性；2)提纯(R)‑3‑氨基丁酸多采用微滤、超滤、纳滤等膜处理的方法来对催化反应体系进行预处理，但是膜处理生物转化反应液极易造成堵塞及膜污染的现象，影响效率。
新合成方法
氨基转移酶工程菌的高密度发酵培养制备(R)-3-氨基丁酸，具体分为以下四个步骤[1]：
1)氨基转移酶工程菌的种子液的培养
取实施例1制备得到的基因工程菌BL21(DE3)[p ET30‑AT]，将其接种于培养皿平板上活化菌种，培养时间14h；从平板上挑取单菌落接种至LB培养基(蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，Na Cl 10g/L)，在37℃、180rpm的恒温摇床中培养16h得到发酵的种子培养液。
2)氨基转移酶工程菌的高密度发酵培养
采用5L发酵罐进行氨基转移酶高密度细胞发酵，装液量为2.5L。将步骤1)培养得到的种子液按10％的接种量接入到发酵培养基中(蛋白胨30g/L，酵母粉30g/L，甘油50g/L，Na2HPO4 16.4g/L，KH2PO4 8g/L，无水硫酸镁0.6g/L，Na Cl 10g/L)，温度控制在37℃，转速，通气联动保持溶氧控制在25％，自动流加氨水保持p H值控制在6 .5‑7 .5。发酵约8h后，当OD600为25时，开始流加补料培养基(甘油50％(v/v)，蛋白胨40g/L，酵母粉40g/L)，流加速率为40m L/h；当培养约12h，OD600为45时，调节培养温度至28℃，加入0.5m M IPTG进行诱导，共诱导7h(每隔1h进行取样，用于后续蛋白表达量分析)；约18h的发酵结束后，菌体OD600最后为72.6，所得菌体湿重为3.5g/OD600/L。菌体发酵时间与OD600之间的关系如图2所示，诱导时间与蛋白表达量的关系如图3所示。根据图3，随着诱导表达的进行，氨基转移酶的表达量显著提升。
3）当上一步的高密度发酵结束后，离心收集菌体作为全细胞催化剂。配制生物转化反应液：向水中加入上一步发酵后获得的菌体，添加量为按照菌体湿重50g/L，加入200g/L巴豆酸，用氨水调节p H至9.0，水定容至1000ml。在45℃条件下进行生物转化反应。中间过程间隔取样检测底物与产物的反应情况，9h后，底物完全转化完毕，上清液中(R)‑3‑氨基丁酸浓度为227g/L，转化率为95%。
参考文献
[1]王昭凯,胡凡,杨隆河. 一种(R)-3-氨基丁酸的合成与纯化方法[P]. 福建省：CN202110882949.9,2022-11-04.