年产100吨腺苷蛋氨酸分离工段车间设计文献综述
2020-05-28 06:57:25
一、腺苷蛋氨酸的概述及目前的生产现状
腺苷甲硫氨酸,S-Adenosyl-L-methionine,也称腺苷蛋氨酸,常缩写为SAM或Adomet,其结构式见图1。[1]
图1 腺苷蛋氨酸的化学结构式
它在1962年为CantoniGL所发现[2]。不论是原核细胞还是真核细胞,它都是极为重要的中间代谢物质,参与众多生物反应。在生物体中,SAM通过S-腺苷甲硫氨酸合成酶,消耗ATP使甲硫氨酸腺苷化而合成。SAM是人体内最重要的甲基供体,在生命活动过程中,使得重要物质如核酸、蛋白质、脂类、碳水化合物等甲基化[3]。而甲基化作用在物质代谢中的重要性,已早为人们所熟知。已知许多含N物质,如肌酸、松果素、肾上腺素、甲氧肾上腺素、鹅肌肽、肉碱、肌碱、甲基组胺等,经过SAM提供的甲基化后,是人体中非常重要的物质。同时,SAM也参与人体内的转氨丙基和转硫基[4]等代谢反应,因此,SAM对人体许多疾病的预防和治疗,都有积极作用。早在20世纪70年代末,SAM就出现在欧洲的医药市场上,当时是用作治疗关节炎的抗炎止痛药物,据推测其作用机制可能是由于SAM对花生酸系统的干涉。20世纪80年代中期,SAM在欧洲首先被推荐为抗忧郁症的精神病药物。1990年在美国也通过FDA的随机双盲法验证。近年来,国外已转向肝脏疾病的治疗,成为治疗肝病的理想药物[5]。SAM在我国已开始临床应用,但都依赖于进口,国内还没有SAM产业化的报道。因此,该药价格昂贵,而我国是乙肝流行大国,SAM的开发,可降低该药的价格,具有重大的社会意义和经济意义。
SAM可以由化学合成[6][7]、体外酶促合成[8]或经微生物发酵转化[9][10]三种途径得到,目前,生物转化法是工业规模生产SAM的主要方法。某些微生物可以通过细胞代谢,以蛋氨酸和ATP为底物,在SAM合成酶作用下,在细胞内积累SAM。
在L蛋氨酸存在时,可以通过培养一些微生物细胞如:Saccharomyces.Candida , Hansenula。其中,酿酒酵母属((S.cerevisia)具有较高积累SAM的能力,是最常用的微生物。
L-蛋氨酸的转化率一般比较低,只有10~35%,酵母细胞生产的SAM中,产物的80%具有生物活性,而且生产中除Ir蛋氨酸转化率较低外,从操作过程和产量的角度考虑,用生物合成法生产SAM所面临的问题是如何提高SAM产量。除了外加L蛋氨酸外,还要对培养基组成进行研究,如加入一种不含硫原子的氨基酸、氨基乙酸或丙氨酸,添加重金属离子等。
二、工艺流程
1、种子罐物料配方(g/L)
3%葡萄糖、1%酵母膏、1%蛋白陈、0.4%KH2P04、0.2%K2HP04