菌株筛选及细菌转化β-氨基丙腈生产β-氨基丙酸的研究

摘要

本实验以β-氨基丙腈作为唯一的氮源，甘油为唯一的碳源，加入基本无机离子，从土样中筛选得到一株具有水解β-氨基丙腈生产β-氨基丙酸的腈水解酶类活力的微生物菌株坚硬芽孢杆菌（Bacillusfirmus）A2，采用静息细胞和固定化细胞生物转化工艺，生物催化水解生产β-氨基丙酸。
　　 论文考察了游离静息细胞生物转化β-氨基丙腈生产β-氨基丙酸的工艺条件，结果表明：在磷酸盐缓冲液转化体系中，最佳转化温度为32℃，最佳转化pH为7.0，Zn2+和Cu2+对细胞转化呈明显抑制作用，而Ca2+对细胞转化有明显激活作用。在底物β-氨基丙腈浓度达到0.9％以后，随着底物浓度继续升高，酶活力开始下降，受到底物抑制作用。通过对转化动力学的研究和分析，得到了动力学参数的表观Vm(2.47×10-4mol/Lmin)和表观米氏常数Km(2.94×10-3mol/L)。
　　 利用固定化细胞技术进行了生物转化生产β-氨基丙酸的实验研究。用海藻酸钠包埋微生物细胞，以生理盐水（添加底物后用HCI调pH）作为转化体系，最佳转化pH为7.5，最佳转化温度为35℃。固定化细胞催化动力学参数的表观Vm为9.69×10-5mol/Lmin，表观米氏常数Km为3.94×10-3mol/L。与静息细胞生物转化工艺相比，固定化细胞可以明显增强酶的稳定性，固定化细胞被反复利用8次后酶活力仍然可以保存初始值的80.2％。