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328-50-7 / α-酮戊二酸的合成方法

背景及概述[1]

α‑酮戊二酸是一个重要的生物分子,是三羧酸循环中重要的中间产物之一,是氮的输送体和分子氧化中的共生物质。在微生物细胞的代谢中起着重要的作用,也是合成多种氨基酸,蛋白质的重要前体物质。在可用于营养强化剂,作为运动营养饮料的成分,有机中间体,生化试剂和测肝功能的配套试剂,体格增强补剂等方面。此外,α‑酮戊二酸可制备1:1和2:1的L‑精氨酸α‑酮戊二酸,用于运动营养剂。

α-酮戊二酸的合成方法

制备[1]

生物转化法合成α-酮戊二酸的步骤如下:

(1)将冰箱保存的马克斯克鲁维酵母ATCC36534的菌体接种于新鲜斜面培养基,于25~30℃恒温培养箱中培养24~36h,得到活化后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534菌种。所述的斜面培养基组成为:葡萄糖10~20g/L,蛋白胨5~10g/L,酵母浸出粉3~5g/L,琼脂15~20g/L,溶剂为水,pH自然(实测6.3~6.5),高压蒸汽121℃灭菌15~20min。

(2)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体2~3环,接种至种子培养基。接种后的种子培养基于25~30℃、200~250r/min振荡条件下培养20~24h,得干菌体浓度为5~7g/L的种子液。所述的种子培养基组成除不加琼脂外,其他成分同步骤(1)中的斜面培养基,在三角瓶中的装量为其容积的20%~40%,三角瓶8层扎口,高压蒸汽121℃灭菌15~20min。

(3)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体3~5环,或步骤(2)制备的种子液,按体积百分数5%~10%的量接入转化培养基,于25~30℃、200~250r/min振荡条件下培养20~24h,获得干菌体浓度为6~10g/L,加入终浓度为10~50mmol/L的H2O2,或终浓度为0.5~1.0μmol/L的甲氨蝶呤,或两者同时添加;再加入终浓度为20~50g/L的L-谷氨酸。三角瓶在相同条件下进行合成培养20~24h,得α-酮戊二酸浓度可达17.3~42.9g/L的合成培养液。

所述转化培养基的组成为:蔗糖50~100g/L,酵母浸出粉10~20g/L,KH2PO43~5g/L,K2HPO45~6.5g/L,MgSO40.5~1.0g/L,溶剂为自来水,pH自然(实测6.5),在三角瓶中的装量为其容积的20%~40%。三角瓶8层扎口,高压蒸汽121℃灭菌15~20min。

(4)将步骤(3)制备的合成培养液,经3000~4000g、5~10min离心除去菌体后,获得上清液a,加入活性炭,搅拌30~60min后滤除活性炭,滤液减压浓缩至原体积的1/2~1/4,再次离心除去沉淀物,获得上清液b,加入α-酮戊二酸晶种,缓慢搅拌冷却至4℃,静置8~12h,抽滤收集α-酮戊二酸晶体,于45℃真空干燥,得到晶体状α-酮戊二酸;所述活性炭加入量以上清液a体积计为5~10g/L,所述α-酮戊二酸加入量以上清液b体积计为10~20g/L。

参考文献

[1] [中国发明,中国发明授权] CN201510579133.3 一种生物转化法合成α-酮戊二酸的方法