L-半胱氨酸生物转化合成方法

技术领域

本发明涉及生物化工技术的技术领域，尤其涉及L-半胱氨酸生物转化合成方法。

背景技术

L-半胱氨酸主要是通过电解L-胱氨酸还原得到。L-胱氨酸的来源主要是通过头发水解得到，原料来源受到很大限制。发酵法进行制备，产酸率非常低，成本非常高，只用于高端昂贵的化妆品。发酵法工业化成本太高，导致发酵法制备的L-半胱氨酸无法满足作为食品或医药原料的大量需求。

发明内容

本部分的目的是在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述背景技术描述中存在的问题，提出了本发明，因此，本发明其中一个目的是提供一种L-半胱氨酸生物转化合成方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种L-半胱氨酸生物转化合成方法，包括：

通过酶法先合成L-丝氨酸；

在L-丝氨酸中加入硫化钠，并在色氨酸合成酶的偶联催化下，在体外借助于其他原料获得L-半胱氨酸。

进一步的，在合成所述L-丝氨酸的步骤中，具体包括：

借助于多聚甲醛和甘氨酸并通过辅酶合成所述L-丝氨酸。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下：

采用酶法生物转化方法，用廉价的原料，多聚甲醛和甘氨酸在酶法先合成L-丝氨酸，再加入硫化钠，在色氨酸合成酶的偶联催化下，在体外用非常廉价的原料获得L-半胱氨酸，工艺环保，制备成本低，为L-半胱氨酸用作食品或医药原料的大量提供了一种新来源的方法。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为L-半胱氨酸生物转化合成方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本实施例提供一种L-半胱氨酸生物转化合成方法，包括：

多聚甲醛和甘氨酸通过辅酶先合成L-丝氨酸，再加入硫化钠，在色氨酸合成酶的偶联催化下，在体外用廉价原料获得L-半胱氨酸。

丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长中发挥着作用，因为它有助于免疫血球素和抗体的产生，维持健康的免疫系统也需要丝氨酸。丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着作用。 L-丝氨酸是氨基酸输液的重要成分，化妆品的添加剂，酶法生产色氨酸的前体物质。由于L-丝氨酸处于其他几种氨基酸、核苷酸、和磷脂的合成代谢的中间位置，较其他氨基酸来说，它的体内代谢运转速度极快。

因此，直接发酵生产L-丝氨酸是很困难的。酶法合成L-丝氨酸由于利用甘氨酸和甲醛特异的合成L-丝氨酸，具有原料来源方便，原料成本低和可合成高浓度产品等优点。

参照图1，辅酶的制备方法包括以下步骤：

1、在充满氮气的反应罐中加入无氧水（可在纯水中充氮气20-30min），加入连二亚硫酸钠，维生素C，搅拌混匀，控制体系温度10±1℃。

2、将叶酸溶于1MNAOH中，之后滴加至曲颈烧瓶。

3、用2M NaOH溶液调PH4.5，控制体系温度10±1℃，开始避光合成1h，再用2M HCL调至PH3.0。

4、将合成液离心弃上清得灰白色沉淀，将白色沉淀用0.1M巯基乙醇搅拌分散洗涤，再次离心弃上清得中间产物。

5、中间产物用1M NaOH溶液溶解，用2M HCL调至PH9.0，转入充满氮气、避光的塑料瓶中，加入硼氢化钾，于20-22℃静置避光保压合成12h，之后再加入硼氢化钾，于20-22℃静置避光保压继续合成10h得产品；之后边通氮气边用2 M HCL调至PH8-9（边调边搅拌避免沉淀产生），之后加入巯基乙醇，避光冷藏保存。

6、通过转化试验，采用此方法合成的辅酶活力较高，而且较稳定，产品的相对活力在90%左右。

7、为防止四氢叶酸在合成与使用过程中氧化破坏，故采用无氧水进行反应，并在反应过程中添加巯基乙醇以及维生素C两种氧化剂。在下文转化时氮气保护也是此目的。

因辅酶四氢叶酸极易氧化，不易保存，市场价格昂贵，而且极难购买，因此本项目研究了辅酶，即四氢叶酸的合成方法，成本低廉，易获取。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。