[发明专利]一种赤红球菌以及利用该菌制备5-氰基戊酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属生物化学工程技术领域，涉及赤红球菌及其应用，尤其是一种赤红球 菌以及利用该菌制备5-氰基戊酰胺的方法。

背景技术

5-氰基戊酰胺(5-cyanovaleramide，5-CVAM)可用于合成唑啶草酮(Azafenidin) 和6-氨基己酰胺，其中唑啶草酮(Azafenidin)可用于制备的植物种子出土前的除 草剂，6-氨基己酰胺是合成己内酰胺的重要中间体，己内酰胺是一种常用的有机化 工原料。5-氰基戊酰胺可通过化学催化或者生物催化己二腈发生水合反应方法予以 制备，由于己二腈分子式中含有两个氰基，所以要求催化剂能够区域选择性水解其 中的一个氰基生成5-氰基戊酰胺。

据检索，美国专利5347033报道了由1mol己二腈和5mol的水和80g甲醇以非 离子化的铜为催化剂在90℃条件反应45min生产5-氰基戊酰胺的方法，该方法中己 二腈转化率为7％，选择性为88％，同时产生大量的副产物己二酰胺。美国专利 5302756报道了由尼龙66、尼龙6氨解或酶解合成5-氰基戊酰胺的方法，该反应过 程需要在300-350℃的高温和500psig的高压下反应，反应条件较苛刻，且在得到目 标产物的同时，会伴随生成副产物己二腈、6-氨基己酰胺、6-氨基己腈。美国专利 5728556报道了利用区域选择性生物催化剂Pseudomonas putida 3L-G-1-5-1A-1 (ATCC 55736)转化己二腈生成5-氰基戊酰胺，其中己二腈转化率为100％时，对5- 氰基戊酰胺的选择性为98％。

美国杜邦公司开发了以二氧化锰为催化剂的己二腈化学水合法合成5-氰基戊酰 胺，该工艺会产生大量副产物己二酰胺(占被转化己二腈的20％)，己二腈的转化率为 25％，采用溶剂萃取法不易将5-氰基戊酰胺从未反应的己二腈中分离出来，同时二 氧化锰的迅速减活导致每生产1kg 5-氰基戊酰胺就会浪费1.25kg催化剂。该公司还 发现了一种工业用生产5-氰基戊酰胺的区域选择性催化剂Pseudomonas ehlororaphis B23(Nit-to化工公司的第二代丙烯酰胺生物催化剂)，B23细胞被固定于藻酸钙颗粒中 以稳定酶的活性，并使生物催化剂易于回收和再利用，利用该方法生产时己二腈转 化率为97％，5-氰基戊酰胺的最终产率为93％，选择性为96％，与以二氧化锰为催化 剂的化学法相比减少了催化剂浪费，但这一反应过程中同样会有副产物己二酰胺的 生成，增加了5-氰基戊酰胺分离纯化的难度。

综上所述，目前5-氰基戊酰胺的生产方法存在以下不足：1、部分方法的反应条 件苛刻，对生产设备及生产条件要求较高，增加生产成本；2、部分生产方法转化率 以及选择性均较低，原料利用率低，造成原料浪费；3、上述几种生产方法中，生成 目标产物的同时产生的副产物也较多，增加了产品分离纯化的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种赤红球菌以及利用该菌制备 5-氰基戊酰胺的方法，该方法具有反应速度快、反应周期短、易分离纯化以及节省 能源的优点。

本发明实现目的的技术方案是：

一种赤红球菌，形态特征为：需氧、无动力、无芽孢、革兰氏阳性菌，该菌种 已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为：2009年6 月4日，保藏号为：CGMCC No.3090。

而且，所述赤红球菌在LB培养基中培养初期菌体由球形细胞逐步变成长杆状， 继续培养菌体逐步断裂变成短杆状，培养后期又变成球形；在LA培养平板上，菌 落呈橙红色，不透明凸起，湿润，边缘平整。

而且，所述赤红球菌中的腈水合酶催化己二腈区域选择性水解生成5-氰基戊酰 胺。

一种赤红球菌制备5-氰基戊酰胺的方法，制备的步骤是：

(1)种子培养：在摇瓶中加入种子培养基，从保藏的斜面中挑取菌种接于种子培 养基中培养，得到种子液；

(2)发酵培养：在摇瓶中加入发酵培养基，按2-5％的接种量接入种子液，发酵培 养，得到发酵液；

(3)制备赤红球菌悬浮液：将上述发酵液离心，去上清，所得湿菌体细胞用生理 盐水洗涤2-4次，然后用pH 6-9缓冲液洗涤1-2次并悬浮于等体积的缓冲液中，得 到赤红球菌悬浮液；