S-腺苷蛋氨酸的酶法生產(chǎn)及其專用固定化酶
成果概況
| 成果類別: | 應(yīng)用技術(shù) | 體現(xiàn)形式: | 新技術(shù) | 課題來源: | 地方計劃 |
| 起止時間: | 2011.01 至2012.12 | 研究形式: | 與院校合作 | 所處階段: | 成熟應(yīng)用階段 |
| 成果屬性: | 原始性創(chuàng)新 |
成果簡介
本項目屬于生物化工領(lǐng)域,涉及酶固定化以及利用固定化酶催化合成高附加值化合物S-腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)。SAM是廣泛存在于生物體內(nèi)的一種重要代謝中間體,在體內(nèi)由L-蛋氨酸(L-Met)和三磷酸腺苷(ATP)經(jīng)SAM合成酶(S-adenosylmethionine synthetase)催化合成,SAM已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和保健品領(lǐng)域。目前SAM的工業(yè)化生產(chǎn)方法是酵母菌發(fā)酵法,而體外酶促轉(zhuǎn)化法是目前研究的熱點。與發(fā)酵法相比酶法合成SAM具有生產(chǎn)周期短、底物轉(zhuǎn)化率高、純化工藝簡單、能耗低以及環(huán)境友好等優(yōu)點,更易于進行工業(yè)化生產(chǎn)以及降低SAM產(chǎn)品價格,從而使消費者從SAM生產(chǎn)技術(shù)進步中受益。因此,體外酶催化合成SAM具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
體外酶催化制備SAM的關(guān)鍵是獲得大量低成本的SAM合成酶,同時通過固定化技術(shù)提高SAM合成酶的穩(wěn)定性以及重復使用批次。基于以上分析,本項目構(gòu)建了能高效組成型表達SAM合成酶的基因工程菌,單位體積發(fā)酵液重組SAM合成酶活力比野生菌搖瓶培養(yǎng)提高了320倍,單位質(zhì)量菌體重組酶活力比野生菌提高了約60倍。通過包埋法對重組細胞進行固定化,然后使用固定化整細胞以三磷酸腺苷(ATP)和L-蛋氨酸為底物催化合成SAM,35 ℃反應(yīng)8 h SAM合成量達到10-12 g/L,底物轉(zhuǎn)化率達到95%以上。
同時也對重組SAM合成酶進行了一步純化,使用多種載體對SAM合成酶進行了固定化研究,最終選取氨基樹脂用于制備固定化SAM合成酶,固定化酶活力回收率達到76%,半衰期為15-20批次,具有優(yōu)良的操作穩(wěn)定性。將固定化酶用于SAM的催化合成,35 ℃反應(yīng)8 h 反應(yīng)液中SAM的累積量達到10.8 g/L,底物轉(zhuǎn)化率達到95%,通過陽離子交換層析對SAM進行純化,最終SAM的總收率達到70%。
本項目申請國家發(fā)明專利3項,已授權(quán)2項,發(fā)表相關(guān)論文十余篇,對酶法生產(chǎn)S-腺苷蛋氨酸的推廣應(yīng)用具有重要的意義。該專利技術(shù)已經(jīng)于2012年10月轉(zhuǎn)讓給企業(yè)并實施生產(chǎn)。2013年共生產(chǎn)和銷售S-腺苷蛋氨酸1500公斤,新增利潤112.5萬元,新增稅收16.9萬元。2014年新增銷售額570萬元,新增利潤142.5萬元,新增稅收21.4萬元。
應(yīng)用前景
| 主要應(yīng)用行業(yè): | 制造業(yè) | 知識產(chǎn)權(quán)形式: | 專利 |
| 應(yīng)用狀態(tài): | 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 | 擬轉(zhuǎn)化方式: |
單位概況
| 完成單位: | 西北工業(yè)大學 | ||
| 單位地址: | 陜西省西安市碑林區(qū)友誼西路127號 | ||
| 單位電話: | 029-88492273;88494857 |
聯(lián)系方式
| 聯(lián)系人: | 常威威 | 聯(lián)系人電話: | 029-88460723 | 聯(lián)系人Email: |
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