[发明专利]一种胍基丁胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种胍基丁胺的制备方法，包括将含有精氨酸脱羧酶的发酵液调pH值，再依次经活性炭脱色和陶瓷膜过滤，得到滤液，滤液用镍柱进行亲和层析，再将精氨酸浆液加入到镍柱中，然后分次加入PLP，收集镍柱中流出的液体，即为胍基丁胺转化液；胍基丁胺转化液进行过膜、第一次脱色、电渗析、第一次浓缩、第一次分离得到胍基丁胺粗品；粗品再经重溶、第二次脱色、第二次浓缩、搅拌养晶、第二次分离得到胍基丁胺精品，最后干燥得到固体胍基丁胺。本发明制备方法简单，耗能低，无污染，胍基丁胺的转化率高，可以实现胍基丁胺的工业化生产。

技术领域

本发明涉及胍基丁胺技术领域，具体涉及一种胍基丁胺的制备方法。

背景技术

胍基丁胺(Agmatine)又称为鲱精胺，分子式C₅H₁₄N₄，一种内源性可乐定置换物质(clonidine displacing substance,CDS)，是咪唑啉受体的激动剂α₂-肾上腺素能受体的非儿茶酚胺配体。它存在于生物体多种组织和细胞中,在生物体代谢中起到重要作用，具有多种生物学功能。在心血管系统，胍基丁胺能降低心率、平均动脉压、左室压、外周血管阻力指数等；在泌尿系统，胍基丁胺能增加肾小球过滤率和绝对近端冲吸收；在胃肠道，胍丁胺能增加胃酸和胃蛋白酶的分泌，使粘膜厚度变薄，恶化应激引起的粘膜病变等；在糖代谢条件中，胍丁胺能增加胰岛素的分泌，此外，近年的研究表明，胍基丁胺还能抑制多种细胞(包括血管平滑肌细胞、星型胶质细胞、内皮细胞、肝癌细胞和肾小管上皮细胞等)的增殖。随着人们对胍基丁胺生理作用研究的深入，胍基丁胺显示了广阔的临床应用前景，特别是在神经系统中的应用前景尤其引入注意。在食品、化工、药物制备和临床等领域，国内外需求巨大，市场应用前景广阔。

胍基丁胺的生产方法主要有化学法和生物酶法。化学法路线步骤多、收率低、成本高、不适合大规模的工业化生产。生物酶法主要是使用精氨酸脱羧酶(Argininedecarboxylase，EC 4.1.1.19)，这是一种5'-磷酸吡哆醛(辅酶PLP)依赖型的脱羧酶。该酶可以L-精氨酸为底物，经脱羧基后生成胍基丁胺。但转化率还有待提高，申请号201510535382.2的专利公开了一种利用高产精氨酸脱羧酶的重组菌生产胍基丁胺的方法，该方法将来源于大肠杆菌Escherichia coliBL21中编码精氨酸脱羧酶的基因(speA)过量表达于E.coli BL21(DE3)中，获得了一株含精氨酸脱羧酶重组菌株pET20b(+)-ADC。该酶在大肠杆菌内诱导表达后，表现出较高的活性。发酵得到的菌体可直接用于转化，通过对转化条件进行优化，在37℃条件下，转化周期需要4-6h，胍基丁胺产量达到14.3g/L，转化率为96.5％。除了通过大肠杆菌诱导表达，今年来又发现枯草芽孢杆菌也能诱导表达精氨酸脱羧酶。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是革兰氏阳性菌，细胞壁不含内毒素，能形成芽孢，是一些重要工业酶制剂的生产菌。刘锦妮构建了hemA和hemL基因的表达载体，将两个表达载体分别电转化至B.subtilis 1A747感受态细胞中，获得重组菌，用麦芽糖进行诱导表达，结果表明得到较大量的谷氨酰t-RNA还原酶蛋白和谷氨酰t-RNA合成酶蛋白，并促进了枯草芽孢杆菌中精氨酸脱羧酶的合成，重组菌的发酵上清液中精氨酸脱羧酶的含量最高为46.75mg/L。但如何能提高枯草杆菌诱导表达的精氨酸脱羧酶转化生成胍基丁胺的转化率，是需要解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种胍基丁胺的制备方法。本发明制备方法简单，耗能低，无污染，胍基丁胺的转化率高、成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种胍基丁胺的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含有精氨酸脱羧酶的发酵液调pH值至4.2～4.6，再依次经活性炭脱色和陶瓷膜过滤，得到滤液，滤液用镍柱进行亲和层析，再将精氨酸浆液加入到镍柱中，然后分次加入PLP，控制镍柱中液体的pH值为4.8～5.2，收集镍柱中流出的液体，即为胍基丁胺转化液；