化学生物耦合法制备D-赖氨酸

背景技术

D-赖氨酸(D-Lys)是重要药物中间体，是合成促黄体生成激素(LH)类似物的前体，同时也可用于合成促性腺激素释放激素(GnRH)高活性类似物。D-Lvs多聚体则是药物良好载体。目前通用D-Lys的制备方法是利用赖氨酸与手性酸生成非对映体盐，利用非对映体盐的溶解度差异而分离，但分离效率不高，D-Lys产量不高。国内L一赖氨酸 (L-Lys)年生产能力已跃居世界首位，但近年来受 国内L-Lys供应充足、价格低位运行的影响，一些赖氨酸生产企业开始限产甚至停产。截至2005年底，国内正常生产的L-Lys厂家总产能已超过40万t/a，但是实际开工只有50％左右，因此急需寻求L-Lys进一步加工能力，以提高产品附加值。

我们以L-Lys为反应原料，经消旋反应获得D,L-Lys，通过蜂房哈夫尼菌As.1.1009中的赖氨酸脱羧酶(LDC)对D,L-Lys进行立体选择性生物转化，可制备D-赖氨酸。该方法克服了化学拆分法中拆分剂选择难、价格昂贵、产品收率不高、旋光不高等缺陷，既能部分解决L-Lys产能过剩问题，又能为我国氨基酸产业的发展提供新出路，提高氨基酸产业在国际市场的竞争力。

制备方法

1、菌体酶活测定 

在100mL三角瓶中加入湿菌体0.5g，经消旋反应获得的D,L-Lys 0.25g、0.2 moL/L磷酸缓冲液 (pH7.0)50ml、吐温-80 0.01g，于35℃、170 r/min下振荡反应1.5h。取10mL反应液，放入冰箱速冻，使酶反应终止，离心去除菌体。取上清液1ml，以标准品溶液作对照，用茚三酮溶液显色，于570nm波长用0.5cm光程的比色杯测定吸收度，再测定反应后赖氨酸总浓度。比酶活定义为在35℃、pH7.0，1h由1g湿菌体所转化消耗的L-Lys的umol数，单位为U，1U=1.0umol(g·h)。

2、L-赖氨酸化学消旋反应 

根据文献报道L-Lys在n(SA)：n(L-Lys)= 0.1：1.0时有较好反应效果。本实验中加入0.10 mol L-Lys和0.01mol水杨醛为催化剂，同时加入1.0moL/L NaOH水溶液200ml，进行消旋反应。各取10ml反应原液，用6.0moL/L盐酸稀释至20ml，并置于冰浴中快速冷却至20℃，测得旋光值，以作为初始旋光值。并在反应进行过程中，每间隔一定时间用相同的方法，测得不同时间的旋光值。用茚 三酮显色法于570nm处测赖氨酸含量，获得反应过程中总赖氨酸的分解率，可得反应液总赖氨酸酸浓度变化。 

3、生物转化及拆分产物分离纯化 

将经消旋反应得到的30g D,L-Lys，配制成1000ml(pH6.0) D,L-Lys溶液，加10g H.alvei As.1.1009湿菌体，分装于10只250ml三角瓶中，于pH8.0，最适温度为37℃，吐温-80质量浓度为0.5g/L条件下反应至L-Lys转化完全。转化液离心后取出菌体。上清液用活性炭脱色过滤，滤液通过阳离子交换树脂吸附，用不同浓度稀氨水洗脱，分离收集含D-Lys洗脱液，浓缩干燥，得D-赖氨酸8.5 g，理论收率的56.6％，熔点211~213℃。

参考文献

[1]刘毅,焦庆才,印晓星. 化学生物耦合法制备D-赖氨酸[J]. 现代化工,2007,27(5):32-34. DOI:10.3321/j.issn:0253-4320.2007.05.007.