利用重组毕赤酵母发酵生产S-腺苷甲硫氨酸工艺的研究

【摘要】：腺苷甲硫氨酸，又称腺苷蛋氨酸，英文名为S-Adenosylmethionine，简称SAM，是甲硫氨酸的活性形式，广泛存在于动物、植物和微生物体内，也是人体内的一种重要生理活性物质。近年来临床研究表明SAM能治疗多种疾病，尤其对治疗肝内胆汁郁积、改善肝功能有良好的效果。SAM的相关药物目前国内还没有生产，完全依靠进口，因此近年来成为国内的研究热点。 SAM可以由化学合成、体外酶促合成或经微生物发酵三种途径得到，而通过微生物发酵，再从中提取精制SAM是目前其工业化生产的主要途径。本研究通过在毕赤酵母GS115中导入SAM合成酶基因及敲除胱硫醚合成酶基因CBS两条途径，对该菌株进行了改造，得到一株高产菌株BIB2001，在摇瓶上产量由0.04g／L提高到2.03g／L，比出发菌株提高了51倍。 首先通过摇瓶发酵对菌株BIB2001的发酵条件进行了初步的摸索。然后对该菌株的发酵工艺作进一步的研究，在5L发酵罐上对溶氧、pH、搅拌转速、通气量等发酵参数及补料工艺进行了系统的研究和优化，确定了合适的发酵工艺，SAM平均产量达到15g／L。最后在5L工艺基础上将发酵规模扩大到20L，并对工艺作了相关改进，稳定工艺后SAM产量达到22g／L左右。 本论文还对SAM的提取纯化工艺作了一定的研究，确定了初步的提取纯化工艺为：先用乙酸乙酯结合硫酸提取，再用弱酸性阳离子交换树脂纯化，用甲醇结晶后，再与对甲苯磺酸反应，生成SAM硫酸对甲苯磺酸双盐，再用丙酮将该稳定盐沉淀下来，收集沉淀冻干得到SAM纯品。采用该工艺获得产品的纯度为88％，回收率在40％左右。