生物转化DL-ATC合成L-半胱氨酸工艺研究开题报告

图3酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的途径

由图3可知，在S-代途径中有3种酶进行协同催化作用：ATC消旋酶(ATCracemase)、L-ATC水解酶(L-ATChydrolase)和S-氨甲酰-L-半胱氨酸酰胺水解酶(S-carbomyl-L-cysteineamidohydrolase)。ATC消旋酶催化拆分DL-ATC生成L-ATC；L-ATC水解酶水解ATC噻唑环中的C=N双键，生成S-氨甲酰-L-半胱氨酸(L-SCC)中间产物；再经S-氨甲酰-L-半胱氨酸酰胺水解酶(L-SCC酰胺水解酶)催化生成终产物L-半胱氨酸。在N-代途径中也涉及3个酶的催化作用：ATC消旋酶催化拆分DL-ATC合成L-ATC；L-ATC水解酶水解ATC噻唑环中C-S单键，生成N-氨甲酰-L-半胱氨酸(L-NCC)中间产物；再经N-氨甲酰-L-半胱氨酸酰胺水解酶(N-carbomyl-L-cysteineamidohydrolase，L-NCC酰胺水解酶)催化生成L-半胱氨酸。

3.研究成果

以DL-ATC为底物，采用微生物细胞生物转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的研究主要集中在日本，并已实现工业化生产。日本Sano等人在1978年发现几种细菌能将ATC经微生物细胞内的酶合成L-半胱氨酸，从土壤中分离得到的假单胞菌、大肠杆菌、短芽孢杆菌和索多思微球菌(M.sodenesis)等菌株的转化活性较高。他们采用嗜硫氮杂环戊烯假单胞菌（Pseudomonathazolinophilum）AJ3854细胞，以1%的DL-ATC为底物，转化率可达90%以上。Dhillon等人在1997年从土壤中分离得到了能耐50mmol的3-氯-L-丙氨酸的球形芽孢杆菌（Bacillussphaericus）L118，该微生物细胞粗提液对从氢硫化钠和3-氯-L-丙氨酸合成L-半胱氨酸显示有酶催化活性。Shiba等人克隆了包含Pseudomonassp.BS菌株转化L-ATC生成L-半胱氨酸所需酶系的基因片断，该片断中包含有两个基因：atcB基因编码L-ATC水解酶，atcC基因编码L-NCC水解酶。把此DNA片断引入Esherichiacoli细胞可将L-ATC转化为L-NCC后，进一步生成L-半胱氨酸。最近，他们又克隆出了ATC消旋酶基因和能在BS菌株中更好利用ATC的调节基因，进一步的研究工作正在进行之中。

国内目前采用微生物酶法合成技术水平与国外还有一定的差距。国内有关该技术的研究单位最早的是南开大学杨文博教授课题组，他们从土壤中筛选得到一株假单胞菌（Pseudomonassp.）TS1138菌株，采用该菌株进行实验室规模小试研究时，在43℃，pH8.0，DL-ATC底物浓度为0.6%时，酶促反应的转化率为59.9%，当细胞经超声波破壁后，转化率可提高至79.1%。并从菌株鉴定、产物的鉴别、酶促反应条件、关键酶的分离纯化、酶学性质以及转化酶基因的克隆和表达等方面进行了一些研究。

二、^范文提纲

12-氨基-2噻唑啉-4-羧酸合成

1.12,3-二氯丙酸的制备

1.1.22-氨基-2噻唑啉-4-羧酸制备

2生物转化DL-ATC合成L-半胱氨酸

2.1发酵

2.1.1种子液准备

2.1.2发酵培养基准备

2.1.3发酵准备

2.1.4发酵与控制

2.1.5放罐

2.2菌体收集

2.3转化反应

2.4分离纯化

2.5干燥

3质量研究

3.1含量分析：酸性茚三酮法

3.2HPLC鉴定

3.3红外鉴定

三、参考文献

（10篇以上）

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