[發(fā)明專利]一種提高5-羥基色氨酸產量的方法

有效

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113373103B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 徐慶陽;余子辰;張震
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C12N1/38
• 分類號: C12N1/38;C12N1/20;C12P13/22;C12R1/19
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明提供了一種提高5?羥基色氨酸產量的方法，在發(fā)酵中期產酸階段減少通風量，降低溶氧，流加檸檬酸，保證BH4合成過程還原力充足，在底糖消耗盡后降低補糖速率，減少色氨酸累積；該方法通過控制溶氧到細胞亞適量，流加檸檬酸抑制EMP途徑，增強HMP途徑，降低發(fā)酵過程葡萄糖流加速率來提高5?HTP產量，減少中間產物色氨酸，解決了四氫蝶呤在生物發(fā)酵過程中被氧化消耗，合成過程還原力不足以及色氨酸過量累積影響5?HTP產量的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)酵法生產氨基酸領域，尤其是一種提高5-羥基色氨酸產量的方法。

背景技術

抑郁癥是一種常見的精神障礙，威脅世界上數(shù)百萬的人。中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中神經(jīng)遞質血清素不足被認為是抑郁癥的重要生理因素。

5-羥基色氨酸(5-HTP)在人類和動物體內是血清素的直接生物合成前體。已經(jīng)顯示出它在治療抑郁癥中是臨床有效的，伴隨相對少的副作用。5-羥基色氨酸(5-HTP)是一種不參與蛋白合成的天然氨基酸，由色氨酸苯環(huán)上的5’位氫原子被羥基取代而生成，化學名為5-羥基-3-吲哚基-α-氨基丙酸。在哺乳動物體內，5-HTP是神經(jīng)遞質血清素(Serotonin)與胺類激素褪黑素(Melatonin)的前體，對睡眠、痛覺、體溫、食欲與行為等生理功能具有調節(jié)作用，己被成功用于抑郁癥、失眠和偏頭痛等疾病的治療。

由于5-HTP具有很高的藥用保健和市場價值，近年來對5-HTP的生產研究發(fā)展迅速。目前生產5-HTP的方法主要有天然產物提取法、化學合成法和微生物發(fā)酵法等工藝技術，其中從非洲植物加納的種子中提取5-HTP法如陳義等(CN111978238A)通過榨油，提取，粗過濾，精過濾，真空濃縮，萃取除雜，固液分離，精制，水洗除溶劑，干燥，粉碎等工序得到5-HTP。然而該方法產量低、易受季節(jié)影響、原料不足、地域限制成為限制大規(guī)模生產的主要瓶頸。化學合成法如胡文輝等(CN102351775B)利用L-色氨酸甲酯/乙酯化得到L-色氨酸甲酯/乙酯鹽酸鹽，在堿性條件下脫鹽酸得到L-色氨酸甲酯/乙酯，經(jīng)乙酰化成N-乙酰-L-色氨酸甲酯/乙酯，在三乙基硅烷-三氟乙酸還原體系下還原吲哚環(huán)，在鎢酸鈉-30％雙氧水體系下氧化吲哚環(huán)1位氮，最后在酸性條件下，脫乙酰保護基得到5-羥基色氨酸。但是總體來說化學方法合成反應體系較為復雜，步驟繁瑣，因此微生物法合成以其成本低，操作簡單，綠色環(huán)保，反應溫和，可大量生產成為潛力巨大的5-HTP生產方式。然而目前微生物法仍存在催化的酶，其酶活不穩(wěn)定，需外源添加昂貴的輔因子，成本高，催化效率低等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種提高5-羥基色氨酸產量的方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：

一種提高5-羥基色氨酸產量的方法，在發(fā)酵中期產酸階段減少通風量，降低溶氧，流加檸檬酸，保證BH4合成過程還原力充足，在底糖消耗盡后降低補糖速率，減少色氨酸累積。

優(yōu)選的，上述提高5-羥基色氨酸產量的方法，具體步驟如下：

(1)活化培養(yǎng)：從-80℃冰箱中取出5-羥基色氨酸生產菌E.coli HTP10保菌管，傳兩代斜面，活化培養(yǎng)，采用的斜面培養(yǎng)基包括：葡萄糖1-3g/L，蛋白胨5-10g/L，牛肉膏5-10g/L，酵母浸出粉2-5g/L，氯化鈉2-5g/L，瓊脂粉15-30g/L；

(2)種子培養(yǎng)：將活化菌株全部接種到種子罐，得到種子液，采用的種子培養(yǎng)基為：葡萄糖20-40g/L，酵母浸出粉2-5g/L，硫酸銨1-5g/L，磷酸二氫鉀1-5g/L，無水硫酸鎂0.5-2g/L，七水硫酸亞鐵10-30mg/L，一水硫酸錳10-30mg/L，V_H 0.1-0.5mg/L，V_B1 0.5-1mg/L，微量元素混合液1-2ml，消泡劑1g/L，并用氨水將培養(yǎng)基調節(jié)并維持pH到6.7～7.0；