肌苷酸产业及工艺.ppt

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1、肌苷酸产业及生产工艺肌苷酸产业及生产工艺 李查杭李查杭生物工程生物工程101101班班 一、国内外生产水平一、国内外生产水平 截至今日，日本的肌苷酸生产达截至今日，日本的肌苷酸生产达到最高的水平，最高达可达到到到最高的水平，最高达可达到到202027g/L27g/L，而在我国的生产水平达到，而在我国的生产水平达到16g/L16g/L。二、成本、应用分析二、成本、应用分析成本分析成本分析 肌苷酸过去一直靠进口，其价格高达每肌苷酸过去一直靠进口，其价格高达每千克千克200200元。从元。从7070年代开始，我国成功地利年代开始，我国成功地利用细菌（如谷氨酸棒状杆菌用细菌（如谷氨酸棒状杆菌26526

2、5和产氨短杆和产氨短杆菌菌926926）发酵法生产肌苷酸和乌苷酸，成本）发酵法生产肌苷酸和乌苷酸，成本仅为每千克仅为每千克2 23 3元。而现在肌苷酸二钠的元。而现在肌苷酸二钠的价格在每千克价格在每千克260260元元。二、成本、应用分析二、成本、应用分析（一）调味（一）调味 是食品增鲜剂，其二钠盐与谷氨酸钠（味精）是食品增鲜剂，其二钠盐与谷氨酸钠（味精）混合使用，其呈味作用比单用味精高数倍，有混合使用，其呈味作用比单用味精高数倍，有“强力味精强力味精”之称。之称。（二）医疗（二）医疗 适用于各种原因引起的白细胞减少症、血小板适用于各种原因引起的白细胞减少症、血小板减少症、各种心脏疾患、急性及

3、慢性肝炎、肝硬减少症、各种心脏疾患、急性及慢性肝炎、肝硬化等，此外尚可治疗中心视网膜炎、视神经萎缩化等，此外尚可治疗中心视网膜炎、视神经萎缩等。等。三、国内主要生产企业三、国内主要生产企业n山东双凤股份有限公司山东双凤股份有限公司 n江阴市蔚尔生物科技有限公司江阴市蔚尔生物科技有限公司n南通秋之友生物科技有限公司南通秋之友生物科技有限公司n南京同凯兆业生物技术有限责任公司南京同凯兆业生物技术有限责任公司n广东江门甘蔗化工股份有限责任公司广东江门甘蔗化工股份有限责任公司n武汉生科生物股份有限公司等武汉生科生物股份有限公司等四、肌苷酸的生产四、肌苷酸的生产（一）一步法（一）一步法 1.1.肌苷酸生

4、产菌选育肌苷酸生产菌选育（1 1）解除微生物自身的反馈调节）解除微生物自身的反馈调节a.a.解除解除AMPAMP、GMPGMP对对PRPPPRPP（5-5-磷酸核糖磷酸核糖-1-1-焦磷焦磷酸酸）转酰胺酶的反馈抑制。）转酰胺酶的反馈抑制。b.b.切断切断5 5-IMP-IMP继续代谢生成继续代谢生成GMPGMP和和AMPAMP的途径的途径。因此，选择可以产生核苷酸的产氨短杆菌因此，选择可以产生核苷酸的产氨短杆菌（Brevibacterium ammoniageneBrevibacterium ammoniagene）为出发菌株，）为出发菌株，诱变为腺嘌呤缺陷型突变株，再诱变为鸟嘌呤诱变为腺嘌呤

5、缺陷型突变株，再诱变为鸟嘌呤缺陷型突变株。缺陷型突变株。2.2.培养条件培养条件（1 1）因所用菌株为腺嘌呤缺陷型，所以添加适量腺嘌）因所用菌株为腺嘌呤缺陷型，所以添加适量腺嘌呤（加呤（加0.5%0.5%酵母膏或酵母水解液）。酵母膏或酵母水解液）。（2 2）MnMn2+2+亚适量亚适量 工业原料和工业用水含较多的工业原料和工业用水含较多的MnMn2+2+，难于控制，难于控制MnMn2+2+亚适量亚适量,有两条途径：有两条途径：a.a.筛选对筛选对MnMn2+2+不敏感的突变株不敏感的突变株 b.b.加抗生素或表面活性剂以解除过量加抗生素或表面活性剂以解除过量MnMn2+2+的影响。的影响。（3

6、 3）添加较高浓度的磷盐。）添加较高浓度的磷盐。（二）二步法（肌苷酸生产主要方法）（二）二步法（肌苷酸生产主要方法）发酵法发酵法 肌苷肌苷 肌苷酸肌苷酸 原因：原因：IMPIMP对细胞膜的透性很差。对细胞膜的透性很差。微生物中普遍存在使微生物中普遍存在使IMPIMP脱磷酸化的酶类。脱磷酸化的酶类。磷酸化磷酸化1.1.肌苷生产菌的选育肌苷生产菌的选育 常用：枯草杆菌（常用：枯草杆菌（Bacillus subtilis Bacillus subtilis）的腺嘌呤的腺嘌呤缺陷型。缺陷型。原因：原因：该菌磷酸酯酶活性强，有利于将该菌磷酸酯酶活性强，有利于将IMPIMP脱磷酸化脱磷酸化形成肌苷，分泌至

7、胞外，而产氨短杆菌的磷酸酯酶形成肌苷，分泌至胞外，而产氨短杆菌的磷酸酯酶活性较弱。活性较弱。2.2.培养条件培养条件（1 1）培养基：）培养基：碳源：碳源：淀粉水解糖或糖蜜淀粉水解糖或糖蜜氮源：氮源：要充分（因肌苷含氮量高，要充分（因肌苷含氮量高，20.920.9）无机盐：无机盐：可溶性磷盐有抑制作用（胞外磷酸化）可溶性磷盐有抑制作用（胞外磷酸化）生长因子：生长因子：加适量含腺嘌呤的物质，如酵母膏。加适量含腺嘌呤的物质，如酵母膏。腺嘌呤的最适浓度：腺嘌呤的最适浓度：不影响菌体生长不影响菌体生长 使肌苷大量积累使肌苷大量积累（2 2）发酵条件）发酵条件 通气搅拌：供氧充足，促进肌苷生成，并可减少

8、通气搅拌：供氧充足，促进肌苷生成，并可减少COCO2 2对肌苷生成的抑制。对肌苷生成的抑制。（3 3）肌苷的提取）肌苷的提取 先过阳离子交换柱，再过活性炭柱（吸附），结晶。先过阳离子交换柱，再过活性炭柱（吸附），结晶。3.3.肌苷的磷酸化肌苷的磷酸化（1 1）酶法：）酶法：酶：核苷磷酸化酶酶：核苷磷酸化酶 磷酸的供体：对硝基苯磷酸磷酸的供体：对硝基苯磷酸难点：除难点：除5 5磷酸化产物外，还有磷酸化产物外，还有3 3-、2 2-位位异构体，收率异构体，收率8585。（2 2）化学法：）化学法：用不同的磷酸化试剂（磷酰氯、用不同的磷酸化试剂（磷酰氯、磷磷酸、酸、五氧化二磷等）五氧化二磷等）。4.4.肌苷酸的提取肌苷酸的提取 离子交换法离子交换法 除菌体除菌体 除对硝基酚除对硝基酚 柱层析柱层析（过滤、离心）（过滤、离心）活性炭吸附活性炭吸附加乙醇沉淀加乙醇沉淀 精制（结晶）精制（结晶）粗制品粗制品 肌苷酸肌苷酸谢谢谢谢