[发明专利]S-苯基-L-半胱氨酸酶法转化制备方法

说明书

 

一、技术领域

   本发明属于生物技术领域，具体涉及S-苯基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法。

二、背景技术

S-苯基-L-半胱氨酸是一种非蛋白质组成的氨基酸，其所带的巯基具有重要的生理功能，S-苯基-L-半胱氨酸是治疗艾滋病药物萘非那韦（抗HIV蛋白酶抑制剂Nelfinavir）的合成原料（US5484926；EP0889036）。S-苯基-L-半胱氨酸可用于化妆品添加剂、医药领域、食品领域和饲料添加剂领域等，具有非常广泛的应用。

根据目前文献报导S-苯基-L-半胱氨酸的制备方法主要有化学合成法和酶转化法。

1、化学合成法

S-苯基-L-半胱氨酸的化学合成法主要利用铜催化L-半胱氨酸和苯胺重氮盐的反应，最后得到S-苯基-L-半胱氨酸，S-苯基-L-半胱氨酸化学合成的反应步骤多，操作难度大，不适合大规模工业化生产。

王建武等（中国药物化学杂志，2000，(10)4：283-284）采用铜催化L-半胱氨酸和苯胺重氮盐反应合成S-苯基-L-半胱氨酸，苯胺溶于浓盐酸中，滴加亚硝酸钠得到重氮盐，加入半胱氨酸盐酸盐和氯化亚铜，反应后在通风橱中加入硫化钠抽滤，用氨水调pH6，白色晶体析出，过滤，烘干，产率为60%，纯度为95%。

高玉冠等（CN 200410089193.9，2005）用亚硝酸钠与苯胺反应成苯胺重氮盐，苯胺重氮盐再与L-半胱氨酸溶液进行反应，加入氯化亚铜，然后用硫化钠进行脱铜反应，抽滤，调pH6，过滤烘干得到粗品S-苯基-L-半胱氨酸，产率50%。

张关永等（CN 03128884.7，2003）将L-半胱氨酸盐酸盐与可溶性一价铜盐反应生成铜的络合物，然后与苯胺重氮盐反应生成S-苯基-L-半胱氨酸，加入可溶性硫化物溶液进行脱铜反应，冷却，过滤，滤液中加入氨水进行中和，采用乙醇和水混合液对粗品S-苯基-L-半胱氨酸重结晶。

2、酶转化法

酶法转化因具有专一性强、反应条件温和、环境友好等优点而日益受到重视，酶促转化法具有终产物积累量高、反应周期短、分离提纯容易等优点，它是廉价生产S-苯基-L-半胱氨酸有效的方法，国内外研究者利用色氨酸合成酶酶法制备S-苯基-L-半胱氨酸，酶法生产S-苯基-L-半胱氨酸已成为近年来人们关注和研究的方向。

Thomas HP Maier (Nature Biotechnology， 21(4)：422-427，2003)以苯硫酚和O-乙酰-L-丝氨酸为底物，pH调至6.7，CysM酶酶法制备S-苯基-L-半胱氨酸，产率为72%。

欧洲专利（EP1247869-A，2002）报道了采用含有O-乙酰-L-丝氨酸、苯硫酚和产CysM菌株DH5α/pFL145细胞悬液制备S-苯基-L-半胱氨酸，pH调至6.7，收率为65%。

焦庆才等（Bioresource Technology，102：3554-3557，2011）以混合氨基酸含有的L-丝氨酸和吲哚为底物，以色氨酸合成酶酶法合成了L-色氨酸。但据文献报道色氨酸合成酶不仅能够催化L-丝氨酸和吲哚合成L-色氨酸，还能催化纯品L-丝氨酸和苯硫酚反应生成S-苯基-L-半胱氨酸。

日本专利（JP10001468A，1996；JP9313195-A，1997；JP9084592-A，1997）和美国专利（US5756319-A，1998）报道了以DL-丝氨酸或L-丝氨酸为底物，以苯硫酚为巯基供体，色氨酸合成酶酶法合成S-苯基-L-半胱氨酸，以上色氨酸合成酶酶法合成S-苯基-L-半胱氨酸的报道均以DL-丝氨酸纯品或L-丝氨酸纯品为底物。

目前，我国S-苯基-L-半胱氨酸生产主要来源于化学合成法，该方法工艺成熟，但化学合成法反应步骤多，操作难度大，生产成本高，不适合大规模工业化生产。而另一方面我国在氨基酸工业生产中，会产生大量不能直接用于食品和医药方面的富含L-丝氨酸的混合氨基酸料液，该混合氨基酸料液直接分离制备L-丝氨酸成本高、效率低。

 

三、发明内容

本发明需要解决的问题是提供一种高效、低成本的制备S-苯基-L-半胱氨酸的方法。本发明以氨基酸工业中富含L-丝氨酸的混合氨基酸料液为底物，色氨酸合成酶酶法合成S-苯基-L-半胱氨酸。

本发明可以通过以下技术方案实现：

S-苯基-L-半胱氨酸的酶法转化制备方法，其步骤为：