如何使用微生物生產氨基酸

㈠ 氨基酸是怎樣合成的懂化學人士，氨基酸是用什麼生物合

製造方法：不對稱轉換法制備右旋苯丙氨酸的方法是一種手性有機化合物的制備方法，尤其是一種由DL-苯丙氨酸制備右旋苯丙氨酸(D-苯丙氨酸)的方法，首先將DL-苯丙氨酸與D-酒石酸按1∶1.5-1.5∶1的摩爾比的比例混合並溶於有機酸中，加入1.0-5.0％的芳醛類催化劑，在70℃-90℃的溫度下反應6-8小時，用冰水浴冷卻，再經過濾，固體用無水乙醚洗滌，乾燥，得到D-酒石酸·D-苯丙氨酸鹽；再將D-酒石酸·D-苯丙氨酸鹽溶於4-10倍量的溶劑中，邊攪拌邊加入2倍於D-酒石酸·D-苯丙氨酸鹽的氨化劑進行氨化，1小時後冷卻至5℃-10℃，經過濾和溶劑的洗滌得到D-苯丙氨酸。由DL-苯丙氨酸制備D-苯丙氨酸不對稱轉化工藝可用於大批量工業生產。氨基酸的合成工藝 製造方法：發明涉及編碼具有活性或其功能等同變異體的分離的DNA和利用重組DNA技術以所述分離的DNA生產具有耐高溫丙氨酸脫氫酶活性的多肽或其功能等同變異體。以騰沖嗜熱厭氧菌全基因組測序與分析為基礎，克隆分離了耐高溫丙氨酸脫氫酶基因。該基因對於制備用於生產耐高溫丙氨酸脫氫酶的轉基因微生物或動植物，並回收獲得該基因編碼的酶有用。另外，本發明還提供了具有耐高溫丙氨酸脫氫酶活性的多肽的氨基酸序列及功能等同體。同時，本發明還提供了制備，分離，純化具有耐高溫丙氨酸脫氫酶活性的多肽的方法。氨基酸的合成工藝 製造方法：本發明涉及一種鈣離子螯合能力在4．3（Ca++g/100g聚合物）以上的聚天冬氨酸或其鹽，以及涉及一種上述聚天冬氨酸或其鹽的製造方法，該方法是使選自馬來酸與氨反應獲得的反應產物、天冬氨酸和馬來醯胺酸的單體，在溶劑和酸催化劑的存在下進行縮聚反應，獲得聚琥珀醯亞胺並使其水解，並且還涉及一種為其前體的聚琥珀醯亞胺。$而且，本發明還涉及一種聚天冬氨酸或其鹽的製造方法，該方法是使選自馬來酸與氨反應獲得的反應產物、天冬氨酸和馬來醯胺酸的單體，在至少含有非質子性極性溶劑的2種以上溶劑構成的混合溶劑和酸催化劑的存在下進行縮聚反應，獲得聚琥珀醯亞胺並使其水解。$這些聚天冬氨酸或其鹽作為螯合劑、凝聚劑、防水垢劑、洗滌劑用助洗劑、分散劑、保濕劑、肥料用添加劑、生物降解性聚合物原料等極為有用。

㈡ 為什麼使用營養缺陷型微生物發酵生產氨基酸

這個問題比較復雜。簡單地以氨基酸為例說明一下。

正常的微生物（通常稱為「野生型」）細胞內各種氨基酸合成的控制機制相當完備，不會多合成一點，也不會少合成一點，即使有多餘的某種氨基酸合成，也不會輕易地排放於細胞外。但微生物發酵法生產氨基酸，需要讓微生物盡可能多地合成某種氨基酸，並順利地排出細胞到發酵液中，這就需要打破微生物原有的氨基酸合成控制機制，這就是營養缺陷型微生物的育種原理。

以賴氨酸為例。賴氨酸屬於天冬氨酸族氨基酸，與蛋氨酸、蘇氨酸在同一條合成鏈中，且賴氨酸位於合成鏈的最底端。要用發酵法得到賴氨酸，一是必須打斷合成鏈中通往蛋氨酸和蘇氨酸合成的支鏈，讓合成鏈只通往賴氨酸合成。二是解除合成鏈中對賴氨酸合成的反饋抑制和反饋阻遏，讓賴氨酸的合成能持續進行。

那麼具體來說，一是要讓合成鏈中通往蛋氨酸和蘇氨酸合成的支鏈關鍵酶－－高絲氨酸脫氫酶不能合成或活性降低，就使合成鏈向賴氨酸方向延伸了。這種通過人工方法培育成的菌種就是蛋氨酸和蘇氨酸營養缺陷型菌株（或高絲氨酸營養缺陷型菌株）。這種菌株在缺乏蛋氨酸和蘇氨酸的培養基上不能生長或生長極弱。

二是解除合成鏈中對賴氨酸合成的反饋抑制和反饋阻遏，即在菌體內有超過需要量的賴氨酸存在時，賴氨酸不對合成鏈中關鍵酶形成抑制（酶活性降低）和阻遏（停止酶的合成）。可通過人工方法，讓菌株對賴氨酸的結構類似物－－S－（2－氨基乙基）－L－半胱氨酸不敏感，從而解除對賴氨酸合成鏈中關鍵酶的反饋抑制和反饋阻遏（這種酶的名字忘了）。

㈢ 氨基酸 如何製作

（一）微生物發酵法

大部分氨基酸是用玉米澱粉做的葡萄糖做碳源，補加各種無機鹽及氮源，通過生產菌種進行新陳代謝，得到所需的產物，再進行提純、烘乾、包裝。

合成各種碳水化合物構成細胞壁的結構物質或成為細胞內的貯存物質，利用有機酸或無機酸等合成脂類，構成細胞膜，吸收氮素與有機酸合成氨基酸。飼料添加劑原料的微生物工程生產過程當中，通過人工控制合成代謝的某一過程，從而導致某種中間產物的大量積累，達到規模化生產的目的。如：賴氨酸、維生素C、有機酸的生產等。微生物發酵工程法生產抗生素、生長激素、某些色素等都屬於微生物的次生代謝產物。

微生物在適宜的條件下，不斷從周圍環境中吸收營養物質轉化為構成細胞物質的組分和結構，使個體細胞質量增加和體積增加，稱為生長。根據細菌生長繁殖速度的不同可分為四個時期。

微生物發酵的全部生產過程大致可以分為四個階段，即：菌種階段、種子擴大培養階段、發酵階段和提煉階段。
（二）氨基酸的生產流程（工藝）

氨基酸發酵法製造工藝。 圖氨基酸發酵生產法 ，

1，純粹分離，2，種母培養，3，蒸汽，4,空氣壓縮機.5,蒸煮殺菌 6,種母培養.7,pH調節劑 8．發酵罐 9．滅菌器 10．培養基 11．配製槽 12．離心分離機 13．離子交換柱 14．結晶槽 15．晶體分離器 16．乾燥器 17．氨基酸成品

㈣ 氨基酸怎麼製得

氨基酸合成
氨基酸合成amino acid synthesis
組成蛋白質的大部分氨基酸是以埃姆登-邁耶霍夫（Embden－Meyerhof）途徑與檸檬酸循環的中間物為碳鏈骨架生物合成的。例外的是芳香族氨基酸、組氨酸，前者的生物合成與磷酸戊糖的中間物赤蘚糖-4-磷酸有關，後者是由ATP與磷酸核糖焦磷酸合成的。微生物和植物能在體內合成所有的氨基酸，動物有一部分氨基酸不能在體內合成（必需氨基酸）。必需氨基酸一般由碳水化合物代謝的中間物，經多步反應（6步以上）而進行生物合成的，非必需氨基酸的合成所需的酶約14種，而必需氨基酸的合成則需要更多的，約有60種酶參與。生物合成的氨基酸除作為蛋白質的合成原料外，還用於生物鹼、木質素等的合成。另一方面，氨基酸在生物體內由於氨基轉移或氧化等生成酮酸而被分解，或由於脫羧轉變成胺後被分解。
氨基酸（amino acid）：是含有一個鹼性氨基和一個酸性羧基的有機化合物，氨基一般連在α-碳上。氨基酸的結構通式
是生物功能大分子蛋白質的基本組成單位。
氨基酸的分類
必需氨基酸（essential amino acid）：指人（或其它脊椎動物）（賴氨酸，蘇氨酸等）自己不能合成，需要從食物中獲得的氨基酸。
非必需氨基酸（nonessential amino acid）：指人（或其它脊椎動物）自己能由簡單的前體合成，不需要從食物中獲得的氨基酸。
另有酸性、鹼性、中性、雜環分類，是根據其化學性質分類的。
檢測：
茚三酮反應（ninhydrin reaction）：在加熱條件下，氨基酸或肽與茚三酮反應生成紫色（與脯氨酸反應生成黃色）化合物的反應。
蛋白質：
肽鍵（peptide bond）:一個氨基酸的羧基與另一個的氨基的氨基縮合，除去一分子水形成的醯氨鍵。
肽（peptide）:兩個或兩個以上氨基通過肽鍵共價連接形成的聚合物。
是氨基酸通過肽鍵相連的化合物，蛋白質不完全水解的產物也是肽。肽按其組成的氨基酸數目為2個、3個和4個等不同而分別稱為二肽、三肽和四肽等，一般含10個以下氨基酸組成的稱寡肽（oligopeptide），由10個以上氨基酸組成的稱多肽（polypeptide），它們都簡稱為肽。肽鏈中的氨基酸已不是游離的氨基酸分子，因為其氨基和羧基在生成肽鍵中都被結合掉了，因此多肽和蛋白質分子中的氨基酸均稱為氨基酸殘基（amino acid resie）。
多肽有開鏈肽和環狀肽。在人體內主要是開鏈肽。開鏈肽具有一個游離的氨基末端和一個游離的羧基末端，分別保留有游離的α－氨基和α－羧基，故又稱為多肽鏈的N端（氨基端）和C端（羧基端），書寫時一般將N端寫在分子的左邊，並用（H）表示，並以此開始對多肽分子中的氨基酸殘基依次編號，而將肽鏈的C端寫在分子的右邊，並用（OH）來表示。目前已有約20萬種多肽和蛋白質分子中的肽段的氨基酸組成和排列順序被測定了出來，其中不少是與醫學關系密切的多肽，分別具有重要的生理功能或葯理作用。
多肽在體內具有廣泛的分布與重要的生理功能。其中谷胱甘肽在紅細胞中含量豐富，具有保護細胞膜結構及使細胞內酶蛋白處於還原、活性狀態的功能。而在各種多肽中，谷胱甘肽的結構比較特殊，分子中谷氨酸是以其γ－羧基與半胱氨酸的α－氨基脫水縮合生成肽鍵的，且它在細胞中可進行可逆的氧化還原反應，因此有還原型與氧化型兩種谷胱甘肽。
近年來一些具有強大生物活性的多肽分子不斷地被發現與鑒定，它們大多具有重要的生理功能或葯理作用，又如一些「腦肽」與機體的學習記憶、睡眠、食慾和行為都有密切關系，這增加了人們對多肽重要性的認識，多肽也已成為生物化學中引人矚目的研究領域之一。
多肽和蛋白質的區別，一方面是多肽中氨基酸殘基數較蛋白質少，一般少於50個，而蛋白質大多由100個以上氨基酸殘基組成，但它們之間在數量上也沒有嚴格的分界線，除分子量外，現在還認為多肽一般沒有嚴密並相對穩定的空間結構，即其空間結構比較易變具有可塑性，而蛋白質分子則具有相對嚴密、比較穩定的空間結構，這也是蛋白質發揮生理功能的基礎，因此一般將胰島素劃歸為蛋白質。但有些書上也還不嚴格地稱胰島素為多肽，因其分子量較小。但多肽和蛋白質都是氨基酸的多聚縮合物，而多肽也是蛋白質不完全水解的產物。
蛋白質一級結構（primary structure）：指蛋白質中共價連接的氨基酸殘基的排列順序。
氨基酸是指一類含有羧基並在與羧基相連的碳原子下連有氨基的有機化合物。是構成動物營養所需蛋白質的基本物質。
人體所需的氨基酸約有22種，分非必需氨基酸和必需氨基酸（須從食物中供給）。
必需氨基酸指人體不能合成或合成速度遠不適應機體的需要，必需由食物蛋白供給，這些氨基酸稱為必需氨基酸。共有10種其作用分別是：
（一） 賴氨酸：促進大腦發育，是肝及膽的組成成分，能促進脂肪代謝，調節松果腺、乳腺、黃體及卵巢，防止細胞退還；
（二） 色氨酸：促進胃液及胰液的產生；
（三） 苯丙氨酸：參與消除腎及膀胱功能的損耗；
（四） 蛋氨酸；參與組成血紅蛋白、組織與血清，有促進脾臟、胰臟及淋巴的功能；
（五） 蘇氨酸：有轉變某些氨基酸達到平衡的功能；
（六） 異亮氨酸：參與胸腺、脾臟及腦下腺的調節以及代謝；腦下腺屬總司令部作用於（1） 甲狀腺（2）性腺；
（七） 亮氨酸：作用平衡異亮氨酸；
（八） 纈氨酸：作用於黃體、乳腺及卵巢。
（九） 組氨酸：作用於代謝的調節；
（十）精氨酸：促進傷口癒合，精子蛋白成分。
其理化特性大致有：
1）都是無色結晶。熔點約在230。C以上，大多沒有確切的熔點，熔融時分解並放出CO2；都能溶於強酸和強鹼溶液中，除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲狀腺素外，均溶於水；除脯氨酸和羥脯氨酸外，均難溶於乙醇和乙醚。
2）有鹼性[二元氨基一元羧酸，例如賴氨酸（lysine）]；酸性[一元氨基二元羧酸，例如谷氨酸（Glutamic acid）]；中性[一元氨基一元羧酸，例如丙氨酸（Alanine）]三種類型。大多數氨基酸都呈顯不同程度的酸性或鹼性，呈顯中性的較少。所以既能與酸結合成鹽，也能與鹼結合成鹽。
3)由於有不對稱的碳原子，呈旋光性。同時由於空間的排列位置不同，又有兩種構型：D型和L型，組成蛋白質的氨基酸，都屬L型。 由於以前氨基酸來源於蛋白質水解（現在大多為人工合成），而蛋白質水解所得的氨基酸均為α-氨基酸，所以在生化研究方面氨基酸通常指α-氨基酸。至於β、γ、δ……ω等的氨基酸在生化研究中用途較小，大都用於有機合成、石油化工、醫療等方面。氨基酸及其 衍生物品種很多，大多性質穩定，要避光、乾燥貯存。
◇必需氨基酸（essential amino acids）
指人（或其它脊椎動物）自己不能合成，需要從飲食中獲得的氨基酸，例如賴氨酸、蘇氨酸等氨基酸。
◇非必需氨基酸（nonessential amino acids）
指人（或其它脊椎動物）自己能由簡單的前體合成的，不需要由飲食供給的氨基酸，例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
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分子中同時含有氨基和羧基的有機化合物，是組成蛋白質的基本單位。

㈤ 氨基酸生產方法及流程...

（一）微生物發酵法

大部分氨基酸是用玉米澱粉做的葡萄糖做碳源，補加各種無機鹽及氮源，通過生產菌種進行新陳代謝，得到所需的產物，再進行提純、烘乾、包裝。

合成各種碳水化合物構成細胞壁的結構物質或成為細胞內的貯存物質，利用有機酸或無機酸等合成脂類，構成細胞膜，吸收氮素與有機酸合成氨基酸。飼料添加劑原料的微生物工程生產過程當中，通過人工控制合成代謝的某一過程，從而導致某種中間產物的大量積累，達到規模化生產的目的。如：賴氨酸、維生素C、有機酸的生產等。微生物發酵工程法生產抗生素、生長激素、某些色素等都屬於微生物的次生代謝產物。

微生物在適宜的條件下，不斷從周圍環境中吸收營養物質轉化為構成細胞物質的組分和結構，使個體細胞質量增加和體積增加，稱為生長。根據細菌生長繁殖速度的不同可分為四個時期。

微生物發酵的全部生產過程大致可以分為四個階段，即：菌種階段、種子擴大培養階段、發酵階段和提煉階段(如圖)。

（二）氨基酸的生產流程（工藝）

氨基酸發酵法製造工藝。 圖氨基酸發酵生產法 ，

1，純粹分離，2，種母培養，3，蒸汽，4,空氣壓縮機.5,蒸煮殺菌 6,種母培養.7,pH調節劑 8．發酵罐 9．滅菌器 10．培養基 11．配製槽 12．離心分離機 13．離子交換柱 14．結晶槽 15．晶體分離器 16．乾燥器 17．氨基酸成品

㈥ 生產生物氨基酸用什麼原材料

原料處理、水解、稀釋、脫色、過濾、中和、稀釋溶解、暫時存放、混合交聯和計量包裝10道工序，各工序分別敘述如下：（1）原料處理：將角蛋白（人發渣、豬毛下腳料等）原料中的塵土雜質篩選清除，保持乾燥，防止霉變；（2）水解：將角蛋白投入水解罐與強酸（鹽酸或硫酸）在加熱至110℃條件下進行水解，將角蛋白的肽鏈打斷，使氨基酸游離於水解液中；（3）稀釋：將水解後總氨基酸含量為30～32％的水解液加水稀釋至17～19％，混合均勻，不可產生偏析；（4）脫色：稀釋後的水解液進入脫色罐內用活性碳脫色，脫除色素、臭味、油脂和不溶物質；（5）過濾：脫色後的水解液經壓濾機濾除活性碳，濾液呈微黃色；（6）中和：濾液進入中和罐與中和劑（如硝銨、碳銨或磷銨等）產生中和作用，將濾液中的氫離子中和為微酸性，使中和液PH值為4－5，在中和過程中還可加入氮、磷、鉀養份；（7）稀釋溶解：在中和液內加水稀釋到規定的氨基酸含量值（如含總氨基酸5～7％），另外，同時加入植物所需的微量元素（如鐵、錳、硼、銅、鋅或／和鉬等元素）；（8）暫時存放：將稀釋溶解液放入中間貯槽暫時存放7～9小時，在冬季最長不超過15天，夏季不超過一周，以免產生霉變；（9）混合交聯：將暫時存放後的氨基酸植物營養液裝進混合槽與表面活性劑混合均勻，對保存期長的產品或在夏季，如產生霉變還應進行防霉處理，即加入防霉劑（如五氯酚鈉或溴化肉桂荃）；（10）計量包裝：將混合交聯後的氨基酸植物營養液產品過濾後用瓶定重灌裝，包裝好後備檢出廠。