生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展
5-氨基乙酰丙酸的应用研究进展
健品、 肥料 、 农药、 动 物饲 料 、 微 生物 培养 等领域 的应用 研 究进 展进 行 了综 述 ， 指 出 ＡＬ Ａ 在 应 用 开 发 过 程 中 存 在 的问题 和未来 研究 的重 点方 向 。
著ｌ １ 。 ， 是临 床耐药 肿瘤 细胞治 疗 的有效 补充 手段 ， 但
作者 在此 对 Ａ Ｌ Ａ 在 光 动力 治疗 药 物 、 化妆品、 保
癌、 膀 胱癌 、 口腔 癌 、 食 道癌 、 卵巢 癌 、 乳 腺癌 、 脑癌 等 的
效果 逐渐 获得肯 定 ， 成 为 光化 疗 领 域 的研 究 热点 。 值得 注意 的是 ， ＡＬ Ａ 对 多药耐 药癌 细胞 的治疗 效 果 显
化 性 角化病 、 皮肤病 、 尖 锐湿疣 、 老 年性 黄斑 变性 、 类风 湿关 节炎 等疾病 的治疗 以及 被用 作膀 胱癌 、 前列腺 癌 、 胃癌等 的诊 断 ］ 。
在临 床 研 究 上 ， ＡＩ Ａ 在治疗皮肤 癌、 结肠 癌、 肺
发前 景 ， 已经 引起 国 Biblioteka 外学 者及 业界 的广泛 关 注 。
用研 究 中存 在 的 问题 及 未 来研 究的 重 点 方 向 。
关键词 ： ５ － 氨 基 乙酰 丙酸 ； 光动 力 治 疗 药物 ； 化妆品 ； 保健品 ； 饲 料 添加 剂 ； 肥料 ； 农 药； 微 生 物培 养 中 图分 类 号 ： Ｑ ８ １ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ２ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ — ０ ０ １ ０ ０ ６
摘 要 ： ５ － 氨 基 乙酰 丙酸 （ ＡＩ Ａ） 作为 一种 生物 体 内源性 的活性 物质 ， 其 应 用近 年 来引起 了广泛 的 关注。综 述 了
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究以5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究为题，本文将介绍5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成方法、应用领域以及未来的研究方向。
5-氨基乙酰丙酸是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用价值。
它可以作为生物活性物质的合成中间体，用于合成药物、农药、染料等化合物。
因此，合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的研究具有重要的理论和应用价值。
合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的方法有多种途径。
其中一种常用的方法是通过酰化反应合成。
首先，将丙酮与氯乙酸反应得到氯乙酰丙酮，然后将其与氨反应生成5-氨基乙酰丙酮，最后通过酸水解得到5-氨基乙酰丙酸。
这种方法简单易行，产率高，适用于大规模合成。
还有其他合成方法，如通过异氰酸酯与胺反应合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物。
这种方法可以通过调节反应条件和反应物比例，合成具有不同取代基的衍生物，从而获得更多种类的目标化合物。
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物在医药领域有广泛的应用。
例如，一些5-氨基乙酰丙酸衍生物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等生物活性，可以用于疾病的治疗。
此外，5-氨基乙酰丙酸衍生物还可以作为染料和涂料的前体物质，用于染色、涂层等工业应用。
尽管5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成方法已经有了一定的研究，但仍存在一些挑战和未解决的问题。
首先，合成方法需要进一步优化，提高产率和选择性，减少副反应的产生。
其次，需要研究更多种类的5-氨基乙酰丙酸衍生物，并评估其生物活性和应用潜力。
此外，还可以探索新的合成途径和反应条件，以提高合成的效率和环境友好性。
合成5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的研究对于理论和应用都具有重要意义。
通过不断优化合成方法、拓展应用领域以及探索新的研究方向，可以为相关领域的发展和应用提供更多的可能性。
希望未来的研究能够在此基础上取得更多重要的进展。
生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｓ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ ｂ ｉ ｏ ｓ ｙ ｎｔ ｈｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｐ ｙ ｒ ｒ ｏ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈｌ ｏ ｒ ｏ ｐ ｈｙ ｌ ｌ ，５ － ａ ｍｉ ｎ ｏ ｌ ｅ ｖ ｕ ｌ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ（ ＡＬＡ）ｉ ｓ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｐｈ ａ ｒ ｍａ ｃ ｅ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ
３ ． Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｌａ ｂ ｏ ｆ Ｅｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｇｒ ｅ ｅ ｎ Ａｍｉ ｎ ｏ Ａｃ ｉ ｄ Ｍａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ，Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ７，Ｃｈｉ ｎ ａ ）
ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ．ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｃ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ａ ＬＡ ｂ ｉ ｏ ｓ ｙ ｎｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｂ ｙ Ｅｓ ｃ ｈｅ ｒ ｉ ｃ ｈ ｉ ａ ｃ ｏ ｌ ｉ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｒ ｙｎ ｅ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｇｌ ｕ ｔ ａｒ ｎ ｉ ｃ ｕ ｍ ｖ ｉ ａ Ｃ Ａ ａ ｎｄ Ｃ５ ｐ ａ ｔ ｈ ｗａ ｙ ｗａ ｓ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ．
（ １ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｌ ｏ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｌ ａ ｂ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｔｉ ａ ｎ ｉ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ７ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
5-氨基乙酰丙酸在果树上的应用进展
5-氨基乙酰丙酸在果树上的应用进展
张智涵;姚杰;张占田;张紫然;陈平;陈海宁;刘保友
【期刊名称】《中国果树》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)在果树生产中具有广泛的应用。
主要综述了5-ALA在促进果树生长发育、增强果树抗逆性、提高产量和果实品质、提升果实耐贮性以及在疏花效应等方面的应用及作用机制,并对其未来的研究方向进行展望,以期为5-ALA在果树相关领域的进一步研究提供理论及实践参考。
【总页数】7页(P22-27)
【作者】张智涵;姚杰;张占田;张紫然;陈平;陈海宁;刘保友
【作者单位】山东省烟台市农业科学研究院;烟台大学生命科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】S66
【相关文献】
1.5-氨基乙酰丙酸的应用研究进展
2.5-氨基乙酰丙酸在动物铁代谢调控中的应用进展
3.5-氨基-3-乙酰丙酸光动力疗法在肿瘤诊断和治疗中的应用进展
4.5-氨基乙酰丙酸及其前体药物介导的光动力疗法在恶性肿瘤治疗中的应用研究进展
5.5-氨基乙酰丙酸在果树上的高效应用关键技术
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
光动力治疗药物5-氨基乙酰丙酸及其己脂的相关研究进展
敏 剂和 大功 率激光作 用时 ， 可直接 通过单重 态氧 和氧化物 导致
细胞坏 死。另 外 。ｍ ｔ ａ等［也 实验证 明 了 Ａ Ａ Ｐ Ｔ作 用于 Ｓ ｅｎ ａ ３ ］ Ｌ ．Ｄ ＨＬ ０细胞株后 ， 多数 细胞 呈现 出凋亡现 象 关 于 Ａ ＡＰ Ｔ ６ 大 Ｌ ．Ｄ 诱 发细胞 凋亡的机制还 不是 很明确 ， 出了各种假说 。有过氧 提
制 ［、 离子 通道机制 ［等 学说 ， 就不再 一一赘述 了。
动 物体 内 实验 也 同 样 证 明 Ａ ＡＰ Ｔ具 有 良好 的 肿 瘤 治 疗 Ｌ ．Ｄ
价值 。小鼠全 身给 予 Ａ Ａ后进行光辐 照。 明显抑制皮肤鳞状 Ｌ 可 细胞 癌 和基 底 细 胞 癌 的 发 生［。并 可 显 著 降 低 大 鼠 乳 腺 癌 的原 位复发 率和淋 巴转移率 。＜１ ０ ０ｍｍ 的家兔乳头状瘤经 Ａ Ａ ０ Ｌ．
酶 的 激 活 下 生 成 原 卟啉 Ｉ ｐｏｏｏｐ ｙｉ． ，ｐ ） ｐ 是 一 Ｘ（ｒｔｐｒｈｒ Ｉ Ｐ Ｉ 。Ｐ Ⅸ ｎＸ Ｘ
Ａ ＡＰ Ｔ对 细胞 的灭 活有两种 形式 一种是通 过细胞 坏 Ｌ ．Ｄ 死方式 ，另一种是通过释放 凋亡 因子 引起细胞 凋亡 。高浓度 光
种非 常 有效 的 光敏 剂 ， 它在 一定 波 长 的光 照 射 下 ， 生化 学 发 反 应 。 生单 重 态氧和氧 化 物 。 产 引起 细胞 膜 、 线粒 体和 核 酸的
ｍ ｓ ｔｔ ｈ ｄｏｙ ｈｎｌｅ ｏ ｎ ｍ Ｈ Ｃ 、ｐ ｒｕｉ ８（ ｕ ８ 、 ｅｏ ｅ ａｙ ｒｘｐ ｅｙ Ｍ ｆ （ Ｔ Ｐ ） ｕｐ ｒ １ Ｐ ｌ ） ｒ ｉ ｎ
5-氨基乙酰丙酸诱导苹果花青苷积累机理的研究
5-氨基乙酰丙酸诱导苹果花青苷积累机理的研究氨基乙酰丙酸对植物发育调控作用已被广泛研究，其中也包括在苹果植物的发育过程中的作用。
本研究主要探讨氨基乙酰丙酸对苹果花青苷积累的影响及机理。
一、氨基乙酰丙酸的研究历史1. 氨基乙酰丙酸的研究发现氨基乙酰丙酸在植物学研究中应用最早是由Hunt等于1978发现的。
他们发现氨基乙酰丙酸与植物生长和发育有关，从而引发了氨基乙酰丙酸被用于植物调控的研究。
2. 氨基乙酰丙酸在植物中的研究发展近年来，氨基乙酰丙酸在植物学中的研究越来越多，研究表明氨基乙酰丙酸对于植物的发育有重要的调控作用，可以促进植物的生长、发育及种子发芽等过程。
二、氨基乙酰丙酸对苹果花青苷积累的影响1. 加入氨基乙酰丙酸可以促进苹果花青苷积累在本研究中，为了探究氨基乙酰丙酸对苹果花青苷积累的影响，我们选用相同表达载体等含量的培养液，将氨基乙酰丙酸加入不同浓度的培养液中，结果发现在加入氨基乙酰丙酸的处理组，苹果花青苷的积累明显高于对照组。
2. 加入氨基乙酰丙酸促进苹果花青苷合成酶的活性为了更深入地探究氨基乙酰丙酸对苹果花青苷积累的机理，我们分别测定了加入不同浓度的氨基乙酰丙酸处理组青苹果花中花青苷合成酶的活性，结果表明，加入氨基乙酰丙酸不仅可以在一定程度上促进花青苷合成酶的活性，而且还能加快花青苷合成酶的表达。
三、结论通过本研究发现，氨基乙酰丙酸可以促进苹果花青苷积累，并且有助于调节花青苷合成酶和表达，为今后调节苹果花青苷积累提供重要的理论依据，同时也提供了一定的应用价值。
然而，有待进一步研究解析氨基乙酰丙酸与苹果花青苷积累的相关机制及其可能的分子机理，以期在转基因苹果生产等方面更好地应用氨基乙酰丙酸来调节植物的生理功能。
5-氨基乙酰丙酸的生物合成及其应用
Ａｂ ｔａ ｔ － ｍ ｉｏｅ ｕ ｉｉ ｃｄｉ ｗ ｅ ｔｃｄ ． Ｉ ｓｅ ｓ ｏ ｂ ｅ ｒ ｄ ｄ，ｗｉ ｏ ｔｒ ｓｄ ａ ｎ ｏ ａ ｍ ｆ ｌｔ ｓｒ ｃ ：５ ａ ｎ ｌｖ ｌ ｃａ ｉ ｓａｎｅ ｐ ｓｉｉｅ ｔｉ ａ ｙｔ ｅｄ ｇ ａ ｅ ｎ ｔ ｕ ｅ ｉｕ ｌａ ｄ ｎ ｔｈ ｒ ｕ ｏ ｈ
中 图分 类 号 ： ８ Ｓ４ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ８ ７ （ ０ ２ ０ — ０ １０ １ ０ — ３ ６ ２ １ ） ２０ ２ － ３
Ｂｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓａ ｄ Ａｐｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ － ｏ ｙ ｔ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔｏ ｆ ５ Ａｍ ｉ ｏ ｅ ｕ ｉ ｃ Ａｃ ｄ ｃ ｎ ｌ ｖ ｌｎｉ ｉ
摘要 ： 一 ５氨基 乙 酰丙 酸 是 一 种 新 型 农 药 ， 由于 其 在 环 境 中 易 降 解 ， 残 留 ， 人 蓄 无 毒 性 ， 以 是 一 种 无 公 害 的绿 色农 药 无 对 所 而 倍 受 关 注 ， 农 业 领 域应 用非 常广 泛 ， 在 主要 应 用 于植 物 生 长 调 节 剂 、 色 除草 剂 、 虫 剂 等 方 面 ， 可 以 应 用 到 医学 、 机 合 绿 杀 还 有
氨基 酸和 生 物 资 源
２ １ ，４ ２ ：１ ２ ０ ２ ３ （ ）２ ～ ３
Ａｍｉ ０Ａｃｄｓ ２ Ｂｉ ｔｃＲ ０ ｒ Ｐ 挖 ｉ ｏ ｉ ５ ｃ ５
５氨基乙酰丙酸 的生物合成及其应用 一
权 美 平 ，赵 珍
（ 渭南师 范学 院 化 学与生 命科学 学 院 ， 陕西 渭南 ７ ４ ０ ） １ ０ ０
ｔ ｏ ｕ ｅ ｔ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅ ａ ｒｃ ｌ ｕ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ｉｓ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ｉ ｈ ｇ ｉｕ ｔ ｒ ． ｃ
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究
5-氨基乙酰丙酸是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药等领域。
其合成方法有多种途径，下面将简要介绍其中的几种。
第一种合成方法是通过乙醛与丙酮在碱性条件下反应得到5-氨基乙酰丙酸。
该方法的具体步骤如下：首先将乙醛和丙酮加入碱性溶液中，反应生成5-羟基乙酰丙酮。
接着，在氧化剂的作用下，5-羟基乙酰丙酮被氧化为5-氨基乙酰丙酮。
最后，将5-氨基乙酰丙酮进行酸化处理，得到5-氨基乙酰丙酸。
第二种合成方法是通过乙醛与乙酸酐在硫酸催化下反应得到5-氨基乙酰丙酸。
具体步骤如下：将乙醛和乙酸酐加入硫酸催化剂中，反应生成5-羟基乙酰丙酮。
然后，在氧化剂的作用下，5-羟基乙酰丙酮被氧化为5-氨基乙酰丙酮。
最后，将5-氨基乙酰丙酮进行酸化处理，得到5-氨基乙酰丙酸。
除了以上两种方法，还有其他合成5-氨基乙酰丙酸的方法，如利用氨基乙醇与丙二酸酐反应、利用二甲基乙酰胺与丙二酸酐反应等。
这些方法在不同的实验条件下，可以得到较高的产率和纯度。
除了5-氨基乙酰丙酸的合成研究，还有一些相关的衍生物合成研究。
例如，可以通过在5-氨基乙酰丙酸的分子结构中引入其他官能团，合成出具有特定功能的化合物。
这些衍生物在药物合成和有机合成中具有重要的应用价值。
5-氨基乙酰丙酸及其衍生物的合成研究在有机合成领域中具有重要意义。
通过不同的合成方法，可以得到高产率和高纯度的产物，为相关领域的研究和应用提供了有力支持。
希望今后能有更多的研究深入探索这一领域，为化学和生物学的发展做出更大的贡献。
化学法与生物转化合成5_氨基乙酰丙酸的研究进展
化学法与生物转化合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展赵春晖Ξ,穆江华,岑沛霖(浙江大学化学工程与生物工程学系,杭州玉泉310027)摘 要 5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称ALA;分子式N H2CH2COCH2CH2COOH;分子量131.13)是生物合成四吡咯的前体,而四吡咯是构成生物体必不可少的物质。
ALA又是一种光动力学药,用于皮肤癌的防治,而且是一种无公害的兼有除草、杀虫、抗菌、植物生长调节、落叶等综合功能的绿色农用化学品。
本文将对近年来国外采用化学法和生物转化合成ALA的文献进行综述,为我国研究ALA的生产工艺和应用开发提供参考。
关键词 ALA 生物合成 化学合成 光合细菌 5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称ALA)是生物合成四吡咯的前体,而四吡咯是构成生物体必不可少的物质(血红素、细胞色素、维生素B12)〔1,2〕。
对ALA的深入研究表明,当两个ALA分子在光催化下合成单吡咯时,能够释放出单重态氧,具有非常活泼的化学性质,因此可作为光动力药物得到广泛应用。
ALA对人畜无毒性,在环境中易降解、无残留,是一种无公害的绿色农用化学品。
它在农业上的应用包括:作为除草剂〔3,4〕能够杀死双子叶植物类的杂草,而对多属于单子叶植物类的谷物、小麦、大麦等农作物无害,具有选择性除草作用;作为落叶剂能控制树木生长和水果成熟〔5〕;还可作杀虫剂〔6,7〕、植物生长促进剂〔8〕等使用;在医学领域, ALA可作为抗癌药物的中间体,作为检验铅中毒的主要试剂,对吡咯紫质沉着症的临床诊断也有一定效果。
1999年12月,美国FDA正式批准ALA为治疗皮肤癌前期的光动力药物,ALA在治疗其它表皮癌症中的应用也得到了越来越多科学家的兴趣。
作为第二代光动力药,ALA的显著优点是副作用小、渗透性好、疗效确切、对疾病的适用范围广及价格低等。
5-氨基乙酰丙酸广阔的应用前景引起了人们对生产ALA的浓厚兴趣,国外已经研究了采用化学方法以及微生物发酵合成ALA的各种工艺路线。
5-氨基乙酰丙酸
光合细菌产生S}}l,基乙酞丙酸(ALA)的研究摘要从36个光合细菌菌株中筛选出的7株紫色非硫红假单胞菌有产ALA能力，其中菌株99 28 ALA产量最高.用紫外线对菌株99 28进行诱变处理，筛选出产量比野生菌株高1倍多的菌株L -1.对影响菌株的生长和ALA产量的因子进行了探索.抑制剂加入时间和加入次数对ALA产量有显著影响.在最佳条件下(pH 7. 5,培养对数生长期加入ALA脱水酶抑制剂乙醚丙酸30 mmol, ALA生物合成前体甘氛酸30 mmol和琉泊酸30 mmol, 3 000 1、光照)，菌株L -1的ALA产量可达22. 15 m到L.关键词:ALA;光合细菌;乙醚丙酸;甘氛酸;琉泊酸AbstractIn the laboratory 7 strains of rhodopseudomonas sp were selected from 36 photosynthetic bacteria strains. Rhodopseudomonas sp strain 99一8 had the highest ALA production in these 7 strains.Rhodopseudomonas sp 99 28 strain was mutated using ultraviolet radiation and a mutant strain L-1 was obtained, in which ALA production was higher than wild strain 99一8 by about 100%·The elements which affect strain 99 28 and L-1 ALA formation were studied. Under the optimal condition of ALAformation(pH of 7. 5, in the condition of supplementation of ALAD inhibitor LA and precursors glycineand succinct, and light 3 000 lx) ALA formation of mutant L-1 was as high as 22. 15 mg/L.Key words: ALA; photosynthetic; bacteria; LA; glycine; succinct5氰基乙酞丙酸(5 aminolevulinic acid)，以下简称ALA，是叶琳、(亚铁)血红素和维生素Biz的类似物[i. z}.近年来，5氰基乙酞丙酸(ALA)作为一种无公害绿色的除草剂而备受关注[31.另外，ALA作为一种光动力学剂(photodynamic agent)，可用作杀虫剂、抗微生物药剂、植物生长促进剂及用于治疗癌症与其他疾病[z}.光合细菌生物合成ALA因工艺简单、产率高，具有工业化生产潜力，且ALA对人畜无毒性，在环境中易降解无残留，因而倍受国外研究者及产业界的关注.自然界中很多微生物可合成ALA，但产量较低[;} . 70年代日本率先开展了这方面的研究，并应用生物工程方法获得了ALA高产重组菌株[a}.国内还没有这方面的研究.本实验利用现有的光合细菌菌株资源，筛选、选育高产ALA菌株，探索影响ALA产量的影响因子及操作条件.1材料与方法1.1菌株来源本实验室保存的36株光合细菌菌株分属于Rhodobacter, Rhodopseudomonas，是1997年以来从不同水域取样，经多次富集培养，分离纯化所得.诱变菌株L一是以分离纯化得到的野生菌株99 28经紫外线诱变得到.菌株99 28属于Rho<lopseu<lomonas.1. 2培养基制备和培养条件1. 2. 1分离培养基采用GM培养基L浴氨酸钠4. 83 g/ L, DL萍果酸2.7 g/L，I}zHPOa·3 Hz0 0. 65 g/ L, I}HzPOa 0. 5 g/ L, ( N H4) z HP04 0. 8 g/ L,[NH4HzP04 0. 696 g/L]，大量金属元素:M gS04·7 Hz0 0. 2 g/ L，CaCI " 2Hz0 5. 3 X 10- zg/ L, M nSOa " 5 Hz0 1. 2 X 10- ;g/ L，生长因子:泛酸VB}生物素，酵母膏0. 2%1 .2. 2微量元素，pH 7. 0^-7. 2.培养条件100 m L血清瓶中加入60 m L液体培养基，10 mL培养40 h的菌液，3 000 r/ min离心后得到的湿菌体接种入血清瓶，30 0C暗培养24 h后，3 000 lx光照.1.2.3废水去除实验废水摇均，味精废水稀释10倍，豆制品废水与啤酒废水不稀释，柠檬酸废水稀释2倍，调pH7. 5，分装250 mL碘量瓶中，接种60 mL培养48 h的菌液，30 0C暗培养过夜，3 000 lx光照.1. 3分析方法1. 3. 1 ALA的测定无菌操作条件下取培养菌液5 mL于离心管内，离心30 min.取离心上清液3 mL，加入等量2N乙酸钠(p H 4. 6)缓冲液和0. 6 m L乙酞丙酮，沸水水浴加热10 min，冷却至室温，取上述溶液2mL与2 mL Ehrlich's试剂混合，15 min后用1 cm比色皿在553 nm分光光度检测。
5-氨基乙酰丙酸高效表达体系的建立及其应用的开题报告
5-氨基乙酰丙酸高效表达体系的建立及其应用的开题报告
一、研究背景和意义
酰胺酸合成酶（AS）是细胞内合成氨基酸的关键酶之一。
5-氨基乙酰丙酸（5-AEP）是色氨酸和亮氨酸的生物合成前体，也是合成丝氨酸、脱氧糖元胺酸和泛酰胺等众多生物分子的重要前体。
因此，研究AS在合成氨基酸和其他生物分子中的作用对于调控生物代谢、优化产业发展具有重要意义。
目前已经有多个AS的高效表达体系被建立，但仍存在缺乏高效表达5-AEP的体系的问题。
因此，建立高效表达5-AEP的AS体系，对于深入研究AS在生物合成中的作用以及优化相关产业具有重要意义。
二、研究内容和方法
1. 构建重组质粒
本研究将AS基因克隆至表达载体pET15b中，其中添加6His标签以便后续纯化。
质粒中还包含IPTG诱导子、T7启动子等重要功能基因片段。
2. 转化表达菌
将重组质粒引入大肠杆菌中，并通过管式震荡仪在37℃下进行发酵培养，以利于靶蛋白在全部发酵过程中得到表达。
3. 酶活力测定
通过酶活力测定对5-AEP的合成速率进行定量研究，初步评估建立的高效表达体系对5-AEP的合成作用。
三、预期结果和意义
通过建立高效表达5-AEP的AS体系，研究5-AEP的合成与生物代谢和产业发展的关系，同时深入探究AS在细胞合成氨基酸和其他生物分子中的作用机制，为产业优化和生物代谢调控提供了新思路。
一株产5-氨基乙酰丙酸的嗜酸红假单胞菌的研究
一株产5-氨基乙酰丙酸的嗜酸红假单胞菌的研究王忠勇;程菊娥;罗源华;刘勇;成飞雪;张德咏【摘要】为了检验嗜酸红假单胞菌合成5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)的能力,测定发酵液中5-ALA的含量,首先对5-ALA的检测方法进行了优化;其次对嗜酸红假单胞菌合成5-ALA的时间和产量进行了试验,并对5-ALA在其发酵液中的稳定性进行了研究.结果表明:在Ehrlich's试剂比色法的基础上,采取70℃水浴显色5 min,便能较好地满足检测要求;5-ALA的最佳合成时期处于菌株的对数生长期,5-ALA的产量最高可达50.2 mg/L;发酵液pH值为4.2,室温避光保存可以使5-ALA在嗜酸红假单胞菌发酵液中稳定保存.%In order to test the ability of synthesizing 5-ALA by Rhodopseudomonas acidophila, and determine the content of 5-ALA in fermentation broth, we first optimized the test method of 5-ALA; secondly, the time and yield of 5-ALA synthesized from Rhodopseudomonas acidophila were tested, and the stability of 5-ALA in the fermentation broth was studied. The results showed that, on the basis of Ehrlich's reagent c olorimetric method, using 70℃ water bath to show color 5 min, it can meet the testing requirements well. The optimal period of synthesis of 5-ALA was in the logarithmic growth period of the strain, and the highest yield of 5-ALA could reach 50.2 mg/L. The pH value of the fermentation broth is 4.2, and the room temperature preservation can keep 5-ALA stable in the fermentation broth of Rhodopseudomonas acidophila.【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P4-6,9)【关键词】嗜酸红假单胞菌;光合细菌;5-氨基乙酰丙酸【作者】王忠勇;程菊娥;罗源华;刘勇;成飞雪;张德咏【作者单位】湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;长沙艾格里生物科技有限公司,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙410125;长沙艾格里生物科技有限公司,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙 410125;园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室,湖南长沙410125【正文语种】中文【中图分类】Q9355-氨基乙酰丙酸（5-Aminolevulinic acid，简称为5-ALA）作为生物体内叶绿素、亚铁血红素、维生素B12等四吡咯化合物的前体物质，为生物生命活动所必须。
5-氨基乙酰丙酸的应用研究进展
5-氨基乙酰丙酸的应用研究进展俞建良;郭孝孝;熊结青【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2015(000)009【摘要】5-Aminolevulinic acid (ALA)is an active material of an organism endogenous.Its application has aroused widespread concern in recent years.The applications of ALA in photodynamic therapy drugs,cosmet-ics,health care products,fertilizers,pesticides,animal feed additives and microbial cultivation were reviewed. The existing problems in ALA applications and the focal point for future research were pointed out.%5-氨基乙酰丙酸（ALA）作为一种生物体内源性的活性物质，其应用近年来引起了广泛的关注。
综述了ALA 在光动力治疗药物、化妆品、保健品、肥料、农药、动物饲料添加剂和微生物培养等方面的应用研究，指出了 ALA 应用研究中存在的问题及未来研究的重点方向。
【总页数】6页(P10-15)【作者】俞建良;郭孝孝;熊结青【作者单位】中粮集团生物能源事业部，北京100020;中粮集团生物能源事业部，北京 100020;中粮生物化学安徽股份有限公司，安徽蚌埠 233010【正文语种】中文【中图分类】Q819【相关文献】1.利用5-氨基乙酰丙酸脱水酶缺失的重组大肠杆菌合成5-氨基乙酰丙酸 [J], 郭小飞;陈久洲;张莉露;贾士儒;郑平2.5-氨基乙酰丙酸的光动力应用研究进展 [J], 王俊卿;张肇铭3.生物质生产乙酰丙酸及其衍生物5-氨基乙酰丙酸的进展 [J], 陈育如;骆跃军;李雪梅4.干旱对不同品种小麦幼苗的生理生化胁迫以及外源5-氨基乙酰丙酸的缓解作用[J], 陈新宜;宋宇航;张孟寒;李小艳;李华;汪月霞;齐学礼5.乙酰丙酸和前体物对Rhodobacter sphaeroides 5-氨基乙酰丙酸合成的影响[J], 王俊卿;张肇铭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
5氨基乙酰丙酸ALA在农业生产上应用研究进展
5-氨基乙酰丙酸(A L)在农业生产上应用研究进展汪良驹张治平申明成学慧谢荔南京农业大学园艺学院，南京210955-氨基乙酰丙酸(5-A m i n o l e v u i c a c i d，A L)是自然界动植物及微生物体内广泛存在的一种天然物质，是所有四吡咯（即卟啉）化合物，如叶绿素、V B12、亚铁血红素及光敏素发色团等生物合成的关键前体(B e a l e t a l，197;C a s t e l f r a n c o和B e a l，1983;y o n W e t s i n e t a l, 195)，与生命活动有着密切关系。
但是，在很长一段时间里，A L仅仅被认为是一种常规的生化代谢产物。
只是近二十年来的研究结果表明，它并不单纯是一种生物代谢中间产物，而是能够对动植物生长发育起到重要调节作用的多功能物质，在人体医学(S h o l i n g-J o r d a n e t a l;203;F u k d a e t a l，205)及动植物生产(R e b i z e t a l，1984，198;S a s k i e t a l，190;汪良驹等，203)上有着广泛应用前景，因而，引起国内外学者普遍重视，大量的研究报告应运而生。
现将A L的基本特性及其在农业生产上的应用研究成果简要介绍如下。
3．4．3促进作物生长与提高产量 Hotta等(1997)系统报道了低浓度ALA对多种作物乍长及产量的效坦。
他们观察到，用O．1mg．Ld ALA浸泡水稻幼苗根系，植株十霞增加14％；用30．100mg．L。
ALA叶面喷布萝卜植株，产帚增加20％．26％；大麦于花前和花后2次喷布30mg．L。
1 ALA，产最提高41％；马铃薯叶面喷布100mg．L。
ALA可增加单株块茎数量，促进块茎牛长，最终产量提高63％：大蒜经30mg．L以ALA处理后，鳞茎产量增加40％；蚕豆在初叶期、一叶期及座果期时以100mg．Ld ALA处理，产量分别提高19％、30％和8％。
科技成果——5-氨基乙酰丙酸低成本生物制造
科技成果——5-氨基乙酰丙酸低成本生物制造技术开发单位
中国科学院天津工业生物技术研究所
适用范围
在医药、农药、化工等领域应用广泛
成果简介
5-氨基乙酰丙酸，又称5-氨基-4-酮戊酸，简称ALA，是生物体内天然存在的一种功能性非蛋白质氨基酸，是血红素、叶绿素、维生素B12等四吡咯化合物生物合成的必需前体，目前国内尚未实现生物法生产ALA的规模化制备，国际上尽管已有微生物发酵法生产ALA小规模工业化，但由于产品浓度低（小于10g/L），导致生产成本仍然较高，不足以满足大规模应用市场的需要。
本项目构建了新型工程菌，各项指标已经远远高于现有其他技术的最高水平
效益分析
目前工业级ALA的出厂价格为400万/吨左右，98%纯度的达到1700-1900万元/吨，我们开发的ALA生物制造技术预计能将生产成本降低到10万/吨以下，利润率极高。
若2年内建成50吨/年的示范工厂，含20吨医药产品，30吨农业产品。
利润医药级1680万元/吨，农业级395万元/吨，总利润可达4.5亿元。
随着生产成本的下降以及农业领域的推广，总利润超过百亿元以上。
重组大肠杆菌发酵液中5-氨基乙酰丙酸的分离纯化[硕士学位论文] - 张露露
![重组大肠杆菌发酵液中5-氨基乙酰丙酸的分离纯化[硕士学位论文] - 张露露](https://img.taocdn.com/s3/m/1e0a50fa770bf78a6529542a.png)
证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：；氓姆 签字日期：
沙／。年 弓月『ｏ日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解 逝姿太堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝’江盘堂
ｗｉｔｈ ａｎ ＡＬＡ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ８６．５％ａｎｄ ａ ｄｅｃｏｌｏｒｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ５４．４％．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｆｉｌｔｒａｔｅ ｗａｓ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｓｍｏｓｉｓ，ａｎ ＡＬＡ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ９３．２％Ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ
ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｈｅ ＡＬＡ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｗａｓ ９９．３％．ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｗａｓ ８９．８％．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｕｒｉｎｇ
ｌｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｔ ３０℃．ｗｉｔｈ ａ ｐｈａｓｅ ｒａｔｉｏ ｒ ｖａｌｕｅ ｏｆ０．５．
Ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｂｒｏｔｈ ｗｉｔｈ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ｅ ｃｏｌｉ Ｗａｓ ｆｉｌｔｒａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ
ｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｍｏｄｕｌｅ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅ
ｏｆＡＩ，Ａ．
5－氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫中的功能研究进展
自然环境中生长的植物受到环境的制约，不利的环境条
２ ＡＬＡ 在植物上的应用
件包括生物胁迫和非生物胁迫会影响植物的正常生长。 非
在农业上，ＡＬＡ 是一种潜在的植物生长调节剂，参与植
生物胁迫中的温度胁迫、盐胁迫和干旱胁迫是限制种植业生
作农业生产中的植物生长调节剂 。 该研究从盐胁迫、低温胁
［３］
迫、干旱胁迫、重金属胁迫等方面概述了植物对非生物胁迫的
物对非生物胁迫（包括盐分、干旱、热、冷、光）的耐受性［９］ ，表
明 ＡＬＡ 在农业生产中具有巨大的应用潜力。
近年来，ＡＬＡ 已经成为提高果实品质、增强果实颜色的
一种快速有效的方法。 Ｗａｎｇ 等［１０］ 将不同浓度的 ＡＬＡ 喷施
来提 供 碳 骨 架
速酶
［８］
。
［７］
，谷氨酸还原酶是该途径中的关键限
根的伸长，并且根的伸长与生长素极性转运密切相关；同时
长素的积累和根的响应，但不影响生长素抑制剂的含量；这
说明 ＡＬＡ 可以通过改善生长素的运输来促进拟南芥幼苗的
根伸长。
ＡＬＡ 不仅影响植物的生长，还影响植物营养物质的含
量。 Ｗｏｏｄ 等［１２］ 研究发现，中等浓度的 ＡＬＡ 会导致油菜幼苗
在番茄表面，发现增加了番茄果实中可溶性糖、可溶性蛋白、
总游离氨基酸和维生素 Ｃ 等 １１ 种氨基酸成分的含量，降低
了可滴定酸的含量；通过上调黄烷基凝酰基二磷酸合酶、八
氢番茄红素合酶 １、八氢番茄红素去饱和酶和番茄红素 β－环
化酶的基因表达水平，改善了类胡萝卜素的生物合成，下调
镁螯合酶和原叶绿素氧化还原酶的基因表达水平来抑制叶
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展傅维琦,林建平,岑沛霖(浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州310027)摘要:对国内外生物法合成5-氨基乙酰丙酸(A LA )的进展进行综述,重点比较了诱变育种法和代谢工程技术在ALA 生物合成研究中的应用,揭示了新兴的代谢工程技术在A LA 的生产开发中极具应用前景,为生物法合成ALA 的进一步发展指明了方向,有利于促进A LA 生物合成的产业化。
关键词:5-氨基乙酰丙酸;生物合成;诱变育种;代谢工程中图分类号:TQ033 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2008)S2-0190-04R ecent advances in biosynthesis of 52aminolevulinic acidFU W ei 2qi ,L I N J ian 2pi ng ,CEN Pe i 2lin(Department o f Chemical and Biochem ical Eng ineering ,Z hejiang U niv ersity ,H angzh ou 310027,Chin a)Abstra ct :T he research progress in the b iosyn thes is of 52amin olevulin ic acid (A LA)at h ome and abroad is review ed.And the application of induced mutation breeding meth od and metab olic eng ineering technology in A LA biotechn ol og ical production was d iscussed in detail.Further s tudy on A LA producti on can be ex pected t o lead t o high productiv ity of A LA v ia regulation of metabolic pathw ay in mircoorgan isms.K ey w or ds:52am in olev ulinic acid;bios ynth esis;induced mu tation breeding ;metabolic engineerin g 收稿日期:2008-09-10 基金项目国家自然科学基金资助项目(366)和“3”资助项目(B 5) 作者简介傅维琦(),男,博士生;林建平(),男,博士,副教授,主要研究方向为生物反应工程、代谢工程,通讯联系人,j @zj 。
5-氨基乙酰丙酸(A LA )是生物体合成叶绿素、血红素、卟啉和维生素B 12等四吡咯化合物的前体物质,广泛存在于微生物、植物和动物细胞中[1]。
1999年,一种以A LA 为主要成分的光动力学药物被美国食品与药品管理局(F ood and Drug Adm inistration ,US A )批准用于为治疗光化角化病。
另外,A LA 在癌症和口腔疣状增生等[2-4]疾病的光动力学诊断和治疗领域临床应用前景广阔。
同时,A LA 作为一种环境相容性及选择性很高的新型光活化农药,对农作物和人畜无害,在农业上可广泛用作光动力学杀虫剂和除草剂[5-6]。
此外,A LA 的应用还可有效提高农作物的抗冻害和耐盐能力[7-8],并且能够作为作物生长的调节剂[9]。
A LA 广阔的应用前景引起了人们开发利用的浓厚兴趣。
以前,A LA 的生产主要通过化学合成实现,由于其存在步骤繁琐,得率低和副产物毒性大等[10]突出问题,越来越难以适应绿色化工和可持续性发展的需要。
随着生物技术的不断进步和发展,应用微生物生产A LA 逐渐为人们所关注。
本文主要对笔者所在实验室和国内外其他研究机构利用生物法合成A LA 的研究进展进行综述,并对未来的发展方向进行了展望。
1 生物体内合成AL A 的代谢途径生物合成A LA 存在2条代谢途径[1]:碳四途径(C 4pathw ay )和碳五途径(C 5pat hw ay )。
碳四途径广泛存在于哺乳动物、鸟类、真菌、原生动物和一些非硫光合细菌如类球红细菌、沼泽红假单胞菌等,主要利用一种磷酸吡哆醛依赖性酶A LA 合成酶、催化琥珀酰辅酶A 和甘氨酸缩合形成A LA 。
而碳五途径存在于高等植物、藻类和大多数细菌包括大肠杆菌和古细菌等,由谷氨酸合成A LA 需要3步关键的酶图1 生物合成A LA 的主要代谢途径091Oct.2008现代化工第28卷增刊(2)Modern Chem ical Industry2008年10月:20002972007C 70780:1982-1971-lin p .c n催化反应,同时有tRN A的参与。
图1为生物体内A LA合成的代谢途径示意图。
由碳四途径和碳五途径获得的A LA均被共同的下游代谢酶A LA脱水酶催化形成胆色素原,然后进一步向下游转化。
由于生物体天然存在A LA的代谢途径,因此利用微生物发酵来生物合成A LA成为可能。
但是在生物体内,A LA的合成受到产物反馈抑制的严紧调控,是四吡咯类化合物体内合成过程中的限速步骤,所以自然条件下生物体内的A LA积累水平很低,离大规模生产应用差距明显。
因此,利用微生物生产A LA必须首先筛选或者改造目标微生物,获得具备高产A LA能力的优势菌种,然后建立一套有效的生产工艺最终实现A LA的高产。
2 生物合成AL A的进展目前比较成功地利用微生物生产A LA主要有2类方法:一种是利用诱变育种法,选育高产A LA的光合细菌如类球红细菌等,在特定的培养基上培养,以积累高浓度的A LA;另一种是利用新兴的代谢工程技术改造微生物细胞的代谢途径,通过强化合成A LA的相关酶,抑制A LA下游代谢的相关酶活性,同时改善微生物其他代谢的通路,以获得高浓度的A LA积累。
211 诱变育种法在A LA生物合成中的应用直到今天,诱变育种仍然是一种行之有效的工业微生物育种方法。
当前的传统发酵工业所使用的高产菌株,几乎都是通过诱变育种而大大提高了生产性能的菌株。
光合细菌是一类能够大量合成四氢吡咯类物质的微生物,因此日本Andersen等[11]从1983年开始选择利用光合细菌来生产A LA。
但是从自然界中筛选得到的原始菌株的A LA产量是非常低的,一般都在每升毫克级的水平,无法满足工业化生产的需求。
1987年,日本S asaki等[12]开始把一种A LA脱水酶(hem B)抑制剂———乙酰丙酸(LA)加入类球红细菌的培养液中,在厌氧和光照的情况下,A LA的产量可达到0126g/L(2mm ol/L)。
由于厌氧光照的培养条件需要特殊的反应器,这使得大规模生产A LA的成本变得非常高。
为了提高产量并降低培养成本,日本Nishikaw a和K amiyama等对类球红细菌(R1sphaeroide s)进行了诱变育种[3],并筛选出了可以在黑暗条件下进行L好氧生产的类球红细菌突变菌株R66,使L积累量达到16L(L)。
N 等[15]以亚硝基胍重复诱变类球红细菌(R1sphaeroides),最终选育出一株A LA高产菌株CR-0072009,并对溶氧、氧化还原电位进行控制,使菌株在017～616μL/L的溶氧条件下通气培养,A LA 合成酶活力达到2～7nmol/(m in mg);并通过培养条件的优化,发酵约74h后使A LA积累量达到712 g/L(55mm ol/L)。
综上所述,诱变育种法在选育A LA高产菌株领域显现出良好的应用价值,经过20余年的发展,日本科学家N ishikaw a等人终于获得了一株适合工业化生产的A LA高产菌株类球红细菌CR-0072009,将产量从最初的0126g/L提高到了712g/L,并且实现了在黑暗好氧条件下的生产应用,为顺利实现A LA 的产业化生产奠定了良好的基础。
212 代谢工程技术在A LA生物合成中的应用代谢工程是用DN A重组技术修饰特定的生化反应或引进新的生化反应,直接改善产物的形成和细胞性能的学科,是基因工程的一个新应用领域[16]。
与传统诱变育种相比,该方法具有更好的定向性,大大缩短了育种时间,并且可以生产很多通过传统育种法无法得到的产物。
因此目前越来越多的报道都集中在代谢工程大肠杆菌培养生产A LA上。
采用代谢工程大肠杆菌生产A LA有很多优点,如可以提高产物的比生产率、减少培养体积、强化下游分离提取、缩短生产周期、降低生产成本、极大地提高产品在市场上的竞争力等。
A LA生物合成和基因调控研究的不断深入,为进行代谢途径的改造提供了理论基础。
目前主要是通过加强合成A LA的关键酶的表达,来获得较高的胞外A LA产量。
通过C4途径来合成A LA比较简单,只需表达一个A LA合成酶(A LAS)即可;而C5途径相对较复杂,因此国内外研究者多对采用C4途径A LAS的基因(hem A)进行克隆,通过过量表达A LAS 来提高菌株A LA的生产能力。
近些年来,国外研究者利用基因工程菌生产A LA主要取得了以下进展。
1996年,Mariet和Zeikus[17]将编码类球红细菌(R1sphaeroides)A LA合成酶的hem A基因通过pUC l8/19载体转化E1coli DH1获得重组菌株,实验发现其胞外A LA质量浓度达0129g/L。
1999年,Choi等[18]以E1coli B L21 (DE3)为宿主,将大豆慢生根瘤菌(Brandyrhiz obium j)的基因克隆表达,经过发酵优化,在培养液维持为1并添加乙酰丙酸(3L)的条件下,胞外L积累量达到16L。
3年,1912008年10月傅维琦等:生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展1-14A A C-0A A2g/20mm ol/ishikaw a aponicum hemApH700mm ol/A A2g/200Lee等[19]利用同一菌株进一步研究培养基中氮源及碳/氮比对A LA合成的影响,并将产量提高至318 g/L。
同年,X ie等[20]利用含有类球红细菌(R1sphaeroi de s)的hem A基因的E1coli MG1655,经过发酵优化设计实验,可得最大A LA胞外产量为512 g/L。
2004年,K ang等[21]克隆了Rhodobac ter cap sula2 tus的hem A基因,并以E1coli BL21(DE3)为宿主,获得218g/L的A LA产量。
2005年Chung等[22]利用含有B1japonicum A LA合成酶基因的重组大肠杆菌进行摇瓶和罐上发酵,通过优化底物浓度、A LA脱水酶抑制剂浓度等条件,最终使A LA胞外积累量达到了113g/L。