[发明专利]β-丙氨酸的制备方法

说明书

本发明提供了一种β‑丙氨酸的制备方法，包括：将含有富马酸和氨水的反应物在催化剂存在下制备得到β‑丙氨酸产物，其中所述催化剂包含含有天冬氨酸酶和L‑天冬氨酸‑α‑脱羧酶的催化组合物，并且在反应过程中加入富马酸，而且加入的富马酸的摩尔总量等于所述反应物中的氨水的初始摩尔量减去所述反应物中的富马酸的初始摩尔量。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种酶催化制备β-丙氨酸的方法。

背景技术

β-丙氨酸，又名β-氨基丙酸或3-氨基丙酸，是自然界中存在的β型非蛋白氨基酸。β-丙氨酸是一种多用途的有机合成原料，主要用于合成泛酸和泛酸钙、肌肽、帕米膦酸钠、巴柳氮等，在医药、饲料、食品等领域应用广泛，有着非常大的市场需求。

目前β-丙氨酸的生产方法分为化学合成法和生物法两大类，因化学法合成β-丙氨酸研究较早，工艺成熟，所以仍是国内外主要采用的生产方法。

化学法生产β-丙氨酸主要有两种方式，一是丙烯腈与氨在高温高压下反应制备，该方法成本低，但由于副反应存在，产物分离困难；二是β-氨基丙腈与氢氧化钡高温条件下水解生成，该方法产率高，但由于反应过程中生成大量无机盐同样存在分离问题。

化学法普遍存在反应条件苛刻，设备要求高，环境污染等问题，因此随着β-丙氨酸使用量的不断增加，生物法以其反应条件温和，效率高，环境友好的优点逐渐成为研究热点。

生物法生产β-丙氨酸大都是利用能产特定酶的微生物转化底物生成β-丙氨酸，例如浙江工业大学(CN1285730)利用氨基化酶将丙烯酸和氨合成β-丙氨酸，该方法反应效率高，成本低，但由于原料具有强腐蚀性和刺激性，目前未有工业化应用报道。川利洋等(JP10-42886)利用有机腈水解酶催化β-氨基丙腈合成β-丙氨酸，该方法原料价格高，反应浓度低，成本较高，难以达到工业化生产要求。

另一种生物法合成β-丙氨酸是利用L-天冬氨酸-α-脱羧酶特异性地脱去L-天冬氨酸的α羧基生成β-丙氨酸。但是现有方法中存在酶活不高，酶稳定性差的问题。

发明内容

本发明提供了一种β-丙氨酸的制备方法，包括：将含有富马酸和氨水的反应物在催化剂存在下制备得到β-丙氨酸产物，其中所述催化剂包含含有天冬氨酸酶和L-天冬氨酸-α-脱羧酶的催化组合物，并且在反应过程中加入富马酸，而且加入的富马酸的摩尔总量等于所述反应物中的氨水的初始摩尔量减去所述反应物中的富马酸的初始摩尔量。