[发明专利]一种应用静息细胞制备光学纯D－型β－羟基酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说涉及一种制备光学纯D-型β-羟基酸的方法，更具体地说，涉及一种应用静息细胞制备光学纯D-型β-羟基酸的方法。

背景技术

不对称合成是在化学催化剂或酶的作用下合成得到过量的单一对映体化合物，故又分为化学不对称合成和生物不对称合成。

光学活性β-羟基酸，是具有不对称碳原子的双功能性物质，作为有机合成的基础材料，广泛用于合成多种生理活性物质。β-羟基酸作为一类已经得到广泛应用的化合物，其合成方法一直是人们研究的热点，而单一构型的D型β-羟基酸可以作为有机合成的手性砌块参与其它重要手性分子的合成，也可以形成稳定不易降解的聚合物而用作新型材料。目前，D型β-羟基酸的制备一般采用化学拆分的方法进行制备的，这种常规的方法存在副产物如L型β-羟基酸多，后续分离困难的缺陷，不能满足有关领域的需要。因此，开发一种简单、方便的制备D型β-羟基酸的方法，日益显得重要起来。

由于氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)对于多种底物的快速不完全氧化使其得以应用于许多生物手性拆分过程之中，相比较一般的氧化过程，氧化葡萄糖酸杆菌的催化过程具有更高的区域选择性和立体选择性。这一特征已被用于糖类衍生物的合成，合成过程不再需要复杂的基团保护，产物广泛用于医药、食品和化妆行业。

人们利用氧化葡萄糖酸杆菌的区域选择性和立体选择性氧化手性或潜手性的醇或醛，获得手性的酸，但尚未见到关于氧化葡萄糖酸杆菌用于催化D型β-羟基酸的报道。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用静息细胞转化2-甲基-1，3-丙二醇的方法，使得2-甲基-1，3-丙二醇的生物转化更为高效简便。

本发明还有一个目的在于，提供氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)用于制备光学纯D-型β-羟基酸的应用。

本发明提供的应用静息细胞制备光学纯D-型β-羟基酸的方法，包括以下步骤：

A)制备氧化葡萄糖酸杆菌株(Gluconobacter oxydans)的静息细胞；

B)应用静息细胞转化2-甲基-1，3-丙二醇，制备光学纯D-型β-羟基酸。

使用本发明提供的方法，可以单独对细胞进行培养，然后得到大量的转化活力高的微生物细胞，来制备用于生物转化的静息细胞，并且可以解除底物和产物对细胞生长的抑制；同时，由于采用的是静息细胞转化，所以转化液里的成分比较简单，有利于产品的分离纯化；另外，由于氧化葡萄糖酸杆菌的特性，菌体的培养密度比较低，难于实现高细胞密度下的转化，而利用静息细胞转化由于细胞可以在转化前培养收集，所以可以人为地控制和调节细胞浓度，实现高细胞浓度下的生物转化从而在工业规模可以达到在较小的转化体积下，获得较高的转化能力，能够大大地节约能源和其他生产成本。

附图说明

图1是底物2-甲基-1，3-丙二醇的初始浓度为5g/L的气相色谱图，其中，在6.009min处是内标1，4-丁二醇，而2-甲基-1，3-丙二醇已经基本反应完，检测不到剩余底物了。

图2是底物初始浓度为5g/L时产物β-羟基异丁酸甲酯的气相色谱图，其中，在20.374min处是D-型β-羟基异丁酸甲酯，在20.823min处是S-型β-羟基异丁酸甲酯。

图3是底物2-甲基-1，3-丙二醇的初始浓度为10g/L的气相色谱图，其中，在5.256min处是2-甲基-1，3-丙二醇，在6.003min处是内标1，4-丁二醇。

图4是底物初始浓度为10g/L时产物β-羟基异丁酸甲酯的气相色谱图，其中，在20.144min处是D-型β-羟基异丁酸甲酯，在20.512min处是S-型β-羟基异丁酸甲酯。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如《分子克隆：实验室手册》(New York：Cold Spring Harbor Laboratory Press，1989)中所述的条件进行。

在本发明的下述实施例中，使用的固体培养基按如下方法配置：80.0g山梨醇，20.0g酵母提取物，5.0g硫酸铵，0.5g五水硫酸镁，20.0g琼脂，溶于1L蒸馏水中，并于121℃灭菌15分钟。