氨基酸藥物生產工藝

關于氨基酸藥物生產工藝生化藥物的定義、分類、特點定義：具體運用生物化學研究方法，從生物體中經提取、分離、純化等手段獲得的天然存在的生化活性物質或將上述這些物質加以結構改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性物質，通稱生化藥物(Biochemicalmedicine)。第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物氨基酸類藥物蛋白質類藥物多糖類藥物脂類藥物分類第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天主要從以下臟器中制取生化藥物第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天Contents氨基酸的概述1氨基酸的生產方法2重要氨基酸藥物的生產工藝3氨基酸輸液4第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1蛋白質氨基酸：編碼氨基酸非蛋白氨基酸：D型氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等2衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等

一、氨基酸類的分類第一節(jié)概述第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天氨基酸在工業(yè)上的應用其甜度為蔗糖200倍,屬于低熱能甜味劑

第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)氨基酸的生產方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸化學合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸等發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜氨酸、賴氨酸、亮氨酸等酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)氨基酸的生產方法一、蛋白水解法：1、酸水解：鹽酸、硫酸，110-120℃12-24h，缺點-氨基酸結構被破壞，污染環(huán)境2、堿水解：氫氧化鈉、氫氧化鋇，100℃6h，缺點-氨基酸結構被破壞，消旋作用3、酶水解：缺點-水解不徹底，可用于生產肽、胨等第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天二、合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。三、酶法：利用微生物細胞或微生物產生的酶來制造氨基酸。傳統(tǒng)的提取法、酶法和化學合成法由于前體物的成本高,工藝復雜,難以達到工業(yè)化生產的目的。

第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天四、發(fā)酵法

直接發(fā)酵法：野生菌株發(fā)酵營養(yǎng)缺陷型突變株發(fā)酵氨基酸結構類似物抗性突變株發(fā)酵營養(yǎng)缺陷型兼抗性突變株發(fā)酵第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天氨基酸發(fā)酵的特點：代謝控制發(fā)酵（又稱新型發(fā)酵）：氨基酸發(fā)酵是典型的代謝控制發(fā)酵，由發(fā)酵所生成的產物-氨基酸,都是微生物的中間代謝產物，它的積累是建立于對微生物正常代謝的抑制。在脫氧核糖核酸(DNA)的分子水平上改變、控制微生物的代謝，使有用產物大量生成、積累。氨基酸發(fā)酵為好氣性發(fā)酵菌種：細菌第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天幾種方法的比較合成法發(fā)酵法酶法原料石油碳源、氮源底物產物濃度高低高產物類型DLLL副產物少多少第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)重要氨基酸藥物的生產工藝結構：2，6-二氨基己酸一、概述一、賴氨酸生產實例一、概述（一）概述第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天存在形式：鹽酸鹽物理性質：相對分子質量：182.65

熔點：263℃

單斜晶系比旋光度：+21°

水中溶解度：53.6g/ml（0℃）口服半致死量（LD50）：4.0g/kg（一）概述第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天L-賴氨酸是人體必需氨基酸之一,是世界上僅次于味精的第2大氨基酸品種。第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（二）賴氨酸發(fā)酵生產斜面菌種種子培養(yǎng)發(fā)酵上柱

精制鹽重結晶洗脫濃縮粗鹽第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1、菌種：北京棒桿菌、鈍齒棒桿菌；

生產菌選育的思路：切斷或減弱支路代謝選育營養(yǎng)缺陷型或滲漏菌株可達到賴氨酸積累的目的。第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖丙酮酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸半醛二氫吡啶-2，6-二羧酸賴氨酸高絲氨酸Ο-琥珀酰-高絲氨酸蘇氨酸異亮氨酸蛋氨酸切斷支路強化代謝第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2、種子擴大培養(yǎng)：

斜面一級種子二級種子幾級發(fā)酵？第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天3、發(fā)酵工藝及控制要點：

⑴流程：

第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天壓縮空氣斜面淀粉水解糖油水分離器搖瓶種子配料過濾器種子罐滅菌發(fā)酵罐提取分離賴氨酸第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑵培養(yǎng)基：

葡萄糖糖蜜玉米漿豆餅硫酸銨碳酸鈣磷酸氫二鉀硫酸鎂味液生物素硫胺素鐵錳pH

第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑶工藝條件：

溫度

pH

種齡、接種量氧生物素硫酸銨其他第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（4）賴氨酸的提取和精制發(fā)酵液成分：1、氨基酸2、菌體3、培養(yǎng)基4、色素發(fā)酵液預處理：離心、沉淀第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1.調節(jié)pH析晶法2.離子交換層析法法第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天賴氨酸提取:離子交換法1、柱子：強酸性陽離子交換樹脂，pH2.0

弱酸性陽離子交換樹脂，pH7.0-9.02、陽離子：H+：吸附力強

NH4+:選擇性好，簡化操作3、上柱：4、洗脫：⑴氨水：⑵氨水+氯化銨：⑶氫氧化鈉：？第30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天主要包括：天冬氨酸賴氨酸高絲氨酸蘇氨酸蛋氨酸異亮氨酸（二）天冬氨酸族氨基酸發(fā)酵聚天冬氨酸紅外圖

第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天天冬氨酸族氨基酸生物合成途徑葡萄糖丙酮酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸半醛二氫吡啶-2，6-二羧酸賴氨酸

高絲氨酸Ο-琥珀酰-高絲氨酸蘇氨酸異亮氨酸蛋氨酸第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1.菌種選育策略（略）2.影響天冬氨酸族氨基酸發(fā)酵因素發(fā)酵培養(yǎng)基中生物素的添加丙酮酸草酰乙酸丙酮酸天冬氨酸檸檬酸酸谷氨酸生物素過量！第33頁,共37頁，2024年2月25日，星期天發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)物的添加典型的代謝控制發(fā)酵，菌株帶有多重遺傳標記，營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)物添加濃度直接影響發(fā)酵產酸。要求：1）種子培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富。2）發(fā)酵培養(yǎng)基保持亞適