[發明專利]一種(R)-3-羥基丁酸的制備方法

在審

• 申請號: 202010425413.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111534561A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 廖琪林
• 申請（專利權）人: 南京紐邦生物科技有限公司
• 主分類號: C12P41/00
• 分類號: C12P41/00;C12P7/42;C12P7/52;C12N1/20;C12R1/125;C12R1/15;C12R1/13
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 閆東偉

本申請公開了一種(R)?3?羥基丁酸的制備方法。以聚?β?羥丁酸為底物，按質量比2～2.2％的比例加入活化的菌，得到混合酶液，將上述混合酶液接入擴增培養基中，靜置培養1h，替換60％體積的擴增培養基，在溶氧3.0～3.2mg/L、溫度32～35℃的條件下，培養20～24h，每3h替換60％體積的擴增培養基；擴增后的混合酶液，按1:2的體積比加入發酵培養基，在溶氧4.5～4.8mg/L、溫度28～32℃的條件下進行好氧發酵，發酵過程中補入O₂和CO₂，培養40～72h，即得。本發明與化學合成法相比，效率高、不產生三廢，是一種綠色、安全、簡易的制備方法。

技術領域

本申請涉及生物合成技術領域，具體而言，涉及一種(R)-3-羥基丁酸的制備方法。

背景技術

3-羥基丁酸(3-HB)是哺乳動物肝臟內長鏈脂肪酸的主要代謝產物，是酮體家族的重要一員，存在于血漿和外周組織中。當機體處于長時間饑餓狀態或因過度運動導致葡萄糖功能不足時，3-羥基丁酸可直接為大腦提供能量。

此外，3-羥基丁酸還被認為可用來治療多種疾病，例如神經細胞保護、減少輔酶Q的氧化損傷、癌癥(如腦癌)、葡萄糖代謝紊亂等。體內3-羥基丁酸以(R)-3-羥基丁酸的光學異構體存在，最近的研究表明，(R)-3-羥基丁酸的效用遠優于(S)-3-羥基丁酸。

目前，(R)-3-羥基丁酸主要由化學法合成，效率低、成本高、三廢高，部分工藝還要用到金屬和高壓氫化等條件。這些因素極大地限制的了(R)-3-羥基丁酸的使用。因此，尋找綠色、安全、簡易、高效的合成方法顯得十分迫切。。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種發酵法制備(R)3-羥基丁酸的方法，

本發明提供了一種(R)-3-羥基丁酸的制備方法，按照如下步驟進行：

以聚-β-羥丁酸為底物，按質量比2～2.2％的比例加入活化的菌，得到混合酶液，將上述混合酶液接入擴增培養基中，靜置培養1h，替換60％體積的擴增培養基，在溶氧3.0～3.2mg/L、溫度32～35℃的條件下，培養20～24h，每3h替換60％體積的擴增培養基；擴增后的混合酶液，按1:2的體積比加入發酵培養基，在溶氧4.5～4.8mg/L、溫度28～32℃的條件下進行好氧發酵，發酵過程中補入O₂和CO₂，培養40～72h，即得。

具體的，所述的活化的菌為枯草芽孢桿菌、谷氨酸棒桿菌、乳酸發酵短桿。進一步的，本發明所述的活化的菌優選為谷氨酸棒桿菌。該菌種具有將丙酮酸和輔酶A轉化為乙酰-CoA，將乙酰-CoA轉化為乙酰乙酰-CoA，將乙酰乙酰-CoA轉化為乙酰乙酸，并將乙酰乙酸轉化為(R)-3-羥基丁酸的能力。

具體的，所述的擴增培養基為：酵母粉4～6g/L，蛋白胨8～10g/L，氯化鈉8～10g/L，微量元素溶液1～1.2ml/L，pH為7.2～7.3。所述的微量元素溶液含有：硫酸錳1.4g/L、乙二胺四乙酸二鈉1.0g/L、硼酸0.8g/L、硫酸銅0.2g/L、硫酸鋅0.2g/L、硅酸鈉0.2g/L、氯化鈷0.1g/L、鉬酸鈉0.05g/L、硫酸鎳0.05g/L。

具體的，所述的發酵培養基為：4～4.5g/L亞磷酸二氫鉀、3.5～3.6g/L硫酸銨、1.2～1.3g/L硫酸鎂、2～2.2g/L氯化銨、1～1.2g/L檸檬酸、0.090～0.11g/L氨芐青霉素、40～45g/L葡萄糖和1～1.2ml/L微量元素溶液，pH為6.9～7.0。所述的微量元素溶液含有：三氯化鉻0.8g/L、硫酸鐵0.5g/L、氯化鈷0.3g/L、氯化鈣0.1g/L、硫酸鋅0.1g/L、硫酸銅0.06g/L、硫酸錳0.03g/L。