化学酶法制备D-鸟氨酸盐酸盐

背景技术

D-鸟氨酸(D-Omithine，D-Om)属于非天然氨基酸，具有独特的生物学特性，在多肽药物合成中具有重要作用。L-Om和D-Om分别与铂(Ⅱ)形成的配位化合物，都具有抗肿瘤活性，其中D-Om所形成的化合物具有更为显著的生物活性,但D-Om生产方法较少,生产成本较高。通过发酵法较难获得D-Om；化学合成法所得的鸟氨酸多为外消旋体(DL型)，必须进行拆分；不对称化学合成方法，反应步骤较长，所用试剂与原料较为难寻，且价格高昂，不利于D-Om的大规模制备。我们以L-鸟氨酸(L-Omithine，L-Om)为消旋反应原料，经消旋反应得到DL-Om，随后尝试利用蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009-中的赖氨酸脱羧酶(LDC)进行DL-Om酶法转化，可同时获得D-鸟氨酸盐酸盐和腐胺。

制备方法

1、化学消旋反应制备DL-鸟氨酸

在500ml烧瓶中，加入200mmol L-鸟氨酸和20mmol水杨醛为催化剂，同时加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液200ml，反应3h。反应完毕后，加入20ml浓盐酸中和至弱酸性，加入2g活性炭进行脱色处理。过滤后将脱色液继续浓缩至干，加入50ml无水乙醇溶液搅拌溶解1h后，过滤出无机盐氯化钠，再在滤液中通入HCI气体，利用饱和HCL-乙醇溶液结晶滤液中的DL-鸟氨酸盐酸盐，将该溶液置于冰箱中冷冻过夜，经过滤、真空干燥得到DL-鸟氨酸盐酸盐晶体，[α]_D²⁰=0°(C=4,6mol/L HCl)，收率为90.3%。

2、生物转化及拆分产物分离纯化

利用Hafnia alvei AS1.1009菌体中赖氨酸脱羧酶酶活最佳条件进行生物转化，将经消旋反应所得的40g DL-鸟氨酸盐酸盐配制成1000ml(pH值6.0)DL-鸟氨酸溶液，加10g H.alvei AS 1.1009湿菌体，分装于10只250ml三角瓶中，控制转化体系的温度为37℃，转化液起始pH值8.0，Tween-80浓度为0.5g/L，在菌体浓度为1.0g/100ml的条件下，反应16h至L-鸟氨酸转化完全。

转化液离心后取出菌体，将转化液浓缩至200ml，加入2g活性炭进行脱色处理。将脱色液继续浓缩至100ml，加入200ml饱和HCL-乙醇溶液搅拌均匀，冷却结晶，过滤后真空干燥得到D-鸟氨酸盐酸盐晶体，[a]_D²⁰=-22.4°(C=4,6ml/L HCI)，收率为46.1%。

参考文献

[1]刘莉,刘毅,樊迪,等. 化学酶法制备D-鸟氨酸盐酸盐[J]. 安徽农业科学,2009,37(20):9317-9319. DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2009.20.003.