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生产7-ACA废液中α-氨基己二酸的提取工艺研究

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生产7-ACA废液中α-氨基己二酸的提取工艺研究

作者：于桂花河北科技大学

学位级别：硕士

7-氨基头孢烷酸(简称7-ACA)是半合成头抱类抗生素的关键中间体,在医药行业中占有十分重要的地位。随着7-ACA需求量日益增加,企业加大生产,废水量也相应增加。废液中含有大量的有机物,其中还有一定量的α-氨基己二酸。本课题是研究生产7-... 详细信息

7-氨基头孢烷酸(简称7-ACA)是半合成头抱类抗生素的关键中间体,在医药行业中占有十分重要的地位。随着7-ACA需求量日益增加,企业加大生产,废水量也相应增加。废液中含有大量的有机物,其中还有一定量的α-氨基己二酸。本课题是研究生产7-ACA过程中产生的可在利用资源对其进行回收利用。对7-ACA废液中的α-氨基己二酸进行回收,既加强企业清洁生产集成技术,又强化废弃物减量化、资源化利用,而且在降低污染的同时,还可为企业增加效益。本课题以回收可利用资源,缓解污水处理压力为目的,通过对7-ACA生产废水处理工艺的设计和改进,实现了废水中α-氨基己二酸的回收与利用。本实验采用茚三酮显色和甲醛滴定法对废水中α-氨基己二酸进行定性和定量的分析,并得出实验结论。本课题主要包括对7-ACA生产废水成分进行检测、对废液进行预处理,然后采用树脂吸附、等电点沉淀进行分离-氨基己二酸。通过实验确定了废液处理过程中的最佳条件,确定了树脂吸附法中溶液pH、温度和洗脱剂对吸附效果的影响,确定了等电点沉淀过程中的最优条件。最终确定从生产7-ACA的废水中提取α-氨基己二酸的实验方案。

关键词： 7-ACA α-氨基己二酸废液预处理大孔树脂吸附等电点沉淀

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大肠杆菌生产α-氨基己二酸的代谢工程研究

大肠杆菌生产α-氨基己二酸的代谢工程研究

作者： Muhammad Tariq 北京化工大学

学位级别：硕士

代谢工程使其有希望提高化学品,感兴趣的材料的生物基生产中的产量、得率和产率,并用于开发治疗疾病的药物的创新目标。α-氨基己二酸也称为高谷氨酸或2-氨基己二酸,是一种非天然氨基酸,是具有谷氨酸和天冬氨酸结构的六碳类似物。它是... 详细信息

代谢工程使其有希望提高化学品,感兴趣的材料的生物基生产中的产量、得率和产率,并用于开发治疗疾病的药物的创新目标。α-氨基己二酸也称为高谷氨酸或2-氨基己二酸,是一种非天然氨基酸,是具有谷氨酸和天冬氨酸结构的六碳类似物。它是前列腺癌的有效预后因子,糖尿病的生物标志物,作为L-谷氨酸摄取的有效抑制剂的药理学工具,以及神经递质谷氨酸的再循环中的假设不稳定的步骤。它还在化妆品,医药等领域具有广泛的应用,并且在某些化学品的中间体的合成中起重要作用,例如甜味剂和螯合剂。目前,高谷氨酸可以通过化学途径合成,这些化学途径成本高,产率低,不适合工业用途,甚至是工艺中的污染问题。我们的工作实现了通过大肠杆菌平台菌株进行高谷氨酸的联合生物合成。首先,我们构建了一种大肠杆菌菌株,其含有将α-酮己二酸转化为高谷氨酸的途径。然后我们对谷氨酸脱氢酶GDH酶进行了分子对接研究,并通过对接模拟分析了它们的结合亲和力,结果表明α-酮基己二酸与GDH酶具有良好的相互作用。此外,α-酮己二酸配体显示出与底物结合口袋中的关键部分的重要相互作用。我们用101位精氨酸替换了蛋氨酸密码子用325位赖氨酸替换了 325位丙氨酸,用347位精氨酸代替了 347位天冬氨酸密码子。我们的研究表明,从周围的残基中观察到两个氢键,涉及Ser351(2.81A)和Asn326(2.44A)与α-酮己二酸。此外,已经报道了四种疏水性接触Met101,Arg324,Ala325和Asp347,其来自野生型GDH酶结合口袋,导致酶的高稳定性和增强的催化活性。与含有46.33mg/L的A235K相比,突变体M101R在2-酮己二酸转化为α-氨基己二酸的活性方面具更强的活性,为99.625mg/L.在第二个项目中,我们针对基于材料的混合物进行了抗菌分析,以开发降低对正常细胞毒性的方法,并且提高抗菌效力来解决医学治疗的难题。我们的研究小组展示了药用植物提取物还原剂平台,用于杀死氧化锌(ZnO)和氧化石墨烯(GO)纳米片上的MDR革兰氏阴性大肠杆菌。ZnO@GO介导的纳米复合材料协同增强其抗MDR革兰氏阴性细菌的效率。从TEM图像中,结果表明在GO纳米片表面成功合成了三角形小尺寸ZnO。然而,DLS和ζ电位研究表明,在水性介质中,ZnO@GO的植物提取物的平均ZnO尺寸和表面加帽电荷分别为30-40nm和+20mV。紫外-可见光和FTIR等光谱表征分析表明,在合成的ZnO@GO纳米复合材料中,ZnO成功地分散在GO纳米片表面。合成的ZnO@GO用于抗MDR革兰氏阴性发病机制(大肠杆菌),并显示出优异的抗菌活性,并在5小时内杀死95%的有毒细菌。ZnO@GO具有非常的生物相容性并显示出显著的抗菌活性。且其高抗菌活性是由于合成的阳性ZnO@GO与大肠杆菌的细胞膜产生静电相互作用。因此,纳米复合材料随后通过破坏细菌的细胞膜进人细胞质,ROS进入细胞质导致细胞中的代谢失衡。此外,通过ζ电位和碘化丙啶(PI)研究验证了革兰氏阴性细菌的细胞膜损伤。从ζ电位测试可得,由于ZnO@GO的相互作用,细胞膜损失并干扰其负电荷。此外,PI分析还成功地显示了细菌细胞膜破坏剂。因此,深入了解所获得的结果将更利于解决和开发医学领域中现有世界挑战问题。

关键词：代谢工程谷氨酸脱氢酶 α-氨基己二酸氧化锌氧化石墨烯表征细菌疗法

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氨基酸对头霉素C生物合成的影响

大众科技 2015年第5期17卷 50-52页

作者：李梦茜张振旺河池学院化学与生物工程学院广西宜州5463000

头霉素C(Cephamycin C),是继青霉素、头孢菌素后又一类新的β-内酰胺类抗生素。文章研究了各种氨基酸对Cephamycin C生物合成的影响,同时,还对其添加量、添加时间以及添加方式进行了优化。结果显示,0 h时添加0.1%的α-氨基己二酸,产素最... 详细信息

头霉素C(Cephamycin C),是继青霉素、头孢菌素后又一类新的β-内酰胺类抗生素。文章研究了各种氨基酸对Cephamycin C生物合成的影响,同时,还对其添加量、添加时间以及添加方式进行了优化。结果显示,0 h时添加0.1%的α-氨基己二酸,产素最高,效价比对照高出62.2%;其次为0 h时添加0.1%的谷氨酸(或谷氨酸钠),产素效价比对照高出43.4%。

关键词：头霉素C α-氨基己二酸谷氨酸生物合成前体

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新型有机磷羧酸的合成及阻垢性能实验

工业水处理 2008年第7期28卷 58-60页

作者：郑艳芬袁斌王仲旭吕松王滢中国环境管理干部学院环境科学系河北秦皇岛066004 广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510090

以α-氨基己二酸、亚磷酸和甲醛(37%)水溶液为原料,合成了新型有机磷羧酸阻垢剂α-氨基己二酸-N,N’-二亚甲基膦酸(AADMP)。并对产物进行了IR、1H NMR和MS表征。实验结果表明:α-氨基己二酸、甲醛、亚磷酸的物质的量比为1∶2.4∶2.4,反... 详细信息

以α-氨基己二酸、亚磷酸和甲醛(37%)水溶液为原料,合成了新型有机磷羧酸阻垢剂α-氨基己二酸-N,N’-二亚甲基膦酸(AADMP)。并对产物进行了IR、1H NMR和MS表征。实验结果表明:α-氨基己二酸、甲醛、亚磷酸的物质的量比为1∶2.4∶2.4,反应温度为110℃,反应时间为3 h,甲醛为一次性加入时,所得产物对CaCO3阻垢效果最好。阻垢性能的对比实验也表明,AADMP具有优良的阻垢性能。

关键词： α-氨基己二酸 α-氨基己二酸-N N’-二亚甲基膦酸阻垢性能

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大肠杆菌生物合成高谷氨酸

大肠杆菌生物合成高谷氨酸

作者：李雪琪北京化工大学

学位级别：硕士

高谷氨酸（α-氨基己二酸）,是一种非蛋白质氨基酸,被广泛应用在医药化工等领域中,但目前主要依靠化学合成法生产,存在着成本高、收率低、污染严重的问题,因此采用经济、绿色友好的生物合成法来生产α-氨基己二酸具有研究价值。本论文... 详细信息

高谷氨酸（α-氨基己二酸）,是一种非蛋白质氨基酸,被广泛应用在医药化工等领域中,但目前主要依靠化学合成法生产,存在着成本高、收率低、污染严重的问题,因此采用经济、绿色友好的生物合成法来生产α-氨基己二酸具有研究价值。本论文设计了两条α-氨基己二酸的生物合成途径,通过体外酶活测试完成外源酶的筛选,将其导入大肠杆菌体内进行发酵,成功检测到目标产物,实现生物合成α-氨基己二酸,最后利用代谢工程改造大肠杆菌逐步提高目标产物产量。具体研究如下:1、两条合成路径均是分两步生成目标产物,第一步以赖氨酸为底物生成α-氨基己二酸-δ-半醛（AASA）,第二步用α-氨基己二酸-δ-半醛脱氢酶（AASADH）催化AASA生成α-氨基己二酸。首先测定酵母氨酸途径中第一步所用酿酒酵母（Sc）和阿维菌素链霉菌（Sa）来源的赖氨酸酮戊二酸还原酶（LKR）和酵母氨酸脱氢酶（SDH）的体外活性,发现只有酿酒酵母来源的ScLKR和ScSDH有体外活性。测定转氨酶途径中第一步所用红城红球菌（Re）和黄杆菌属（F1）来源的赖氨酸氨基转移酶（LAT）,发现均有活性且黄杆菌属来源的FlLAT活性较高转化速率可达17.47±0.33 μM/min。之后测定红城红球菌（Re）和恶臭假单胞菌（Pp）来源的AASADH,发现其均有活性且红城红球菌来源的ReAASADH 较优,转化速率可达 0.037± 0.0013 μM/min。2、由于转氨酶途径较短且酶活较高,后续实验选用转氨酶途径,外源酶选择FlLAT和ReAASADH。将外源途径中的基因导入大肠杆菌体内添加赖氨酸进行发酵,成功检测到目标产物说明转氨酶途径构建成功,利用敲除赖氨酸分解代谢基因的大肠杆菌实现α-氨基己二酸的从头合成。再对外源基因进行模块优化,最优产量为96.34 mg/L,随后对发酵培养基中氮源进行优化。3、对上游代谢基因的组合进行筛选并对表达量进行优化,产量增加到152.90 mg/L,引入谷氨酸棒杆菌来源的ddh基因代替大肠杆菌内dapD、dapC、dapE、dapF四个基因,缩短代谢途径,产量达184.26mg/L,产物检测过程中发现发酵液中有一定量的赖氨酸积累,敲除赖氨酸外排蛋白编码基因lysE后产量达300.39 mg/L。使用进一步改造的菌株（替换启动子等）进行发酵,产量达到1006.30 mg/L,最后将ddh基因整合在改造菌株的基因组上进行发酵,最终产量可达1328.23 mg/L。

关键词：合成生物学 α-氨基己二酸生物酶代谢途径