[發(fā)明專利]一種酶法制備D-谷氨酸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110290569.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN112852897A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾帥;李晚軍;肖雪;范明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 綿陽晟氏健康科技有限公司
• 主分類號(hào): C12P13/14
• 分類號(hào): C12P13/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了一種酶法制備D?谷氨酸的方法，包括以下步驟：S1、以L?谷氨酸鈉為底物，加入谷氨酸消旋酶使其反應(yīng)生成DL?谷氨酸鈉；S2、加入L?谷氨酸脫羧酶，使DL?谷氨酸鈉分解成γ?氨基丁酸和D?谷氨酸，控制pH值為2?4，析出D?谷氨酸晶體。本發(fā)明利用谷氨酸消旋酶，L?谷氨酸脫羧酶，以L?谷氨酸鈉為底物，制備D?谷氨酸，基于簡單的方法，即可制備D?谷氨酸，具有環(huán)境污染小，生物安全性好，設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn)，有利于工業(yè)化大生產(chǎn)D?谷氨酸及其衍生物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及酶催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶法制備D-谷氨酸的方法。

背景技術(shù)

D-谷氨酸是一種重要的手性化合物，是細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的重要組成部分，在不同的動(dòng)物、植物、微生物中也擔(dān)任著重要的生理角色，是許多藥物、生物活性物質(zhì)以及聚合體的重要前體和中間體,同時(shí)也可作為食品添加劑，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)半合成抗體、激素、生物活性多肽和化學(xué)殺蟲劑。D-谷氨酸的結(jié)構(gòu)式如下：

目前D-谷氨酸的制備方法主要有化學(xué)法和化學(xué)法-酶法和酶法等。

例如，翟立海等(應(yīng)有化工，2006，35(4)：313-315)利用L-谷氨酸和甲醇在催化劑氯化氫下反應(yīng)生成L-谷氨酸-γ-甲酯，在加入D-酒石酸和水楊醛，得到D-谷氨酸酯-D-酒石酸鹽，在酸性水溶液中水解，經(jīng)分離純化得到D-谷氨酸。這些方法雖然操作簡單，但反應(yīng)條件苛刻，易生成副產(chǎn)物，同時(shí)大量有機(jī)溶劑的使用還會(huì)造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種酶法制備D-谷氨酸的方法，解決現(xiàn)有制備D-谷氨酸的方法反應(yīng)條件苛刻、易生成副產(chǎn)物，且污染環(huán)境的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種酶法制備D-谷氨酸的方法，包括以下步驟：

S1、以L-谷氨酸鈉為底物，加入谷氨酸消旋酶使其反應(yīng)生成DL-谷氨酸鈉；

S2、加入L-谷氨酸脫羧酶，使DL-谷氨酸鈉分解成γ-氨基丁酸和D-谷氨酸，控制pH值為2-4，析出D-谷氨酸晶體。

本發(fā)明的具體合成路線如下：

本發(fā)明所述γ-氨基丁酸和D-谷氨酸在水中的溶解度不同，利用兩者在水中溶解度不同的差異，在pH 2-4析出D-谷氨酸晶體。

本發(fā)明為純酶法制備D-谷氨酸，不但具有反應(yīng)條件溫和，酶的專一性強(qiáng)，不易產(chǎn)生副產(chǎn)物，生產(chǎn)的產(chǎn)物手性純度高等優(yōu)點(diǎn)，而且還采用廉價(jià)易得的L-谷氨酸鈉為原料，以可大量制得的克隆表達(dá)蛋白為催化劑進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以等電點(diǎn)結(jié)晶的方式進(jìn)行產(chǎn)品的分離，這些優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致生產(chǎn)過程中成本較低，有利于大批量的工業(yè)制備。

通過本發(fā)明所述方法制得的D-谷氨酸，產(chǎn)物的含量能達(dá)到99.5％以上，光學(xué)純度99.5％。

進(jìn)一步地，谷氨酸消旋酶、L-谷氨酸脫羧酶和L-谷氨酸鈉的用量比為：5-10：20-50：100-400。

進(jìn)一步地，步驟S1中，控制pH值為6-9，步驟S2中，脫羧時(shí)控制pH值為5-8。

進(jìn)一步地，步驟S1中，控制pH值為7-8，步驟S2中，脫羧時(shí)控制pH值為5-7。

進(jìn)一步地，整個(gè)制備過程，反應(yīng)溫度為20-40℃，反應(yīng)時(shí)間24-48h。

進(jìn)一步地，整個(gè)制備過程，反應(yīng)溫度為30-40℃。

進(jìn)一步地，通過消旋反應(yīng)制備成DL-谷氨酸鈉后，通過膜分離設(shè)備去除谷氨酸消旋酶，再進(jìn)行步驟S2。

進(jìn)一步地，谷氨酸消旋酶和L-谷氨酸脫羧酶均是經(jīng)過發(fā)酵、離心收集的濕菌體。