[发明专利]一种L-2-氨基丁酰胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种L‑2‑氨基丁酰胺的制备方法，属于生物化学技术领域。该L‑2‑氨基丁酰胺的制备方法，包括以下步骤：以L‑苏氨酸为原料，利用苏氨酸脱氨酶将L‑苏氨酸转化为2‑丁酮酸；利用氨基酸脱氢酶将2‑丁酮酸转化为L‑2‑氨基丁酸；在酰胺酶的催化作用下，将L‑2‑氨基丁酸反应成L‑2‑氨基丁酰胺。该制备方法的反应条件温和、专一性强、高效环保、收率高，其以价格低廉的L‑苏氨酸为起始原料，并在大肠杆菌发酵诱导苏氨酸脱氨酶、氨基酸脱氢酶和酰胺酶表达的过程中进行反应，由于大肠杆菌发酵过程中自身会生成NADH和ATP，故不需要额外地添加NADH和ATP，从而可以使整个制备过程的成本降低，以便于在工业上 进行大批量生成制备。

技术领域

本发明涉及生物化学技术领域，具体是一种L-2-氨基丁酰胺的制备方法。

背景技术

左乙拉西坦(Levetiracetam)是目前美国癫痫治疗中应用最多的新型抗癫痫药物。其中，L-2-氨基丁酰胺是合成左乙拉西坦的关键手性中间体。目前已报道的L-2-氨基丁酰胺合成工艺分化学法和生物催化法两类。化学法主要包括利用L-酒石酸或D-扁桃酸拆分制备L-2-氨基丁酰胺；或以L-蛋氨酸为手性源，经甲硫基羟化、溴代、酯化、脱卤和氨解生成L-2-氨基丁酰胺：又或以L-2-氨基丁酸为手性源，经酯化、加压氨解生成L-2-氨基丁酰胺，上述方法的合成路线繁琐，反应条件苛刻，而且会产生大量的废水废渣，污染环境，成本高且产率较低。

另外，虽然生物催化法具有工艺路线筒单、反应条件温和、绿色等优点。但是，现有的生物催化法如利用腈水合酶水合2-氨基丁腈和利用氨基肽酶或酰胺酶水解外消旋2-氨基丁酰胺可以获得L-2-氨基丁酰胺，但这些方法存在酶立体选择性差、收率低等问题，故不便于应用到生产上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种L-2-氨基丁酰胺的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种L-2-氨基丁酰胺的制备方法，包括以下步骤：

以L-苏氨酸为原料，利用苏氨酸脱氨酶将L-苏氨酸转化为2-丁酮酸；

利用氨基酸脱氢酶将2-丁酮酸转化为L-2-氨基丁酸；

在酰胺酶的催化作用下，将L-2-氨基丁酸反应成L-2-氨基丁酰胺。

其中，L-2-氨基丁酰胺的合成路线如下：

作为本发明实施例的一个优选方案，所述的步骤具体包括：

将含有重组载体的大肠杆菌K12菌株接种于种子培养基中进行振荡培养，得到种子液；所述的重组载体包含苏氨酸脱氨酶的编码基因、氨基酸脱氢酶的编码基因以及酰胺酶的编码基因；

将上述种子液接种于含有L-苏氨酸的发酵培养基中，得到发酵液；

将上述发酵液的pH值控制在6.5～7.5，同时对发酵液进行搅拌发酵，当发酵液的OD600为10～15时，往发酵液中加入诱导剂诱导苏氨酸脱氨酶、氨基酸脱氢酶和酰胺酶表达，并继续进行搅拌发酵，得到L-2-氨基丁酰胺。

作为本发明实施例的另一个优选方案，每升所述的种子培养基中包括以下组分：酵母粉4～6g、蛋白胨8～12g、NaCl 4～6g、MgSO₄0.5～1.5g。